在整個(gè)電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，電源部分是整個(gè)產(chǎn)品正常運(yùn)行發(fā)揮最佳性能的基礎(chǔ)。一個(gè)復(fù)雜的電源系統(tǒng)，會(huì)經(jīng)過(guò)多種電壓之間的轉(zhuǎn)換，在我們初始設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)比較關(guān)心輸入電壓范圍，輸出電壓值和輸出電流最大是多少，但是否只需要了解這些參數(shù)就夠了呢，顯然不是。
在模擬電路采樣中我們會(huì)比較關(guān)心電源輸出紋波和噪聲指標(biāo)；在數(shù)字電路中并發(fā)式或突發(fā)式電流突變時(shí)電壓波動(dòng)幅度的變化，我們又會(huì)關(guān)注瞬態(tài)響應(yīng)指標(biāo)；在低功耗手持設(shè)備中我們會(huì)關(guān)心靜態(tài)電流，轉(zhuǎn)換效率指標(biāo)，進(jìn)而要考慮功率耗散和溫升，TJ，封裝等一系列問(wèn)題，甚至在一些復(fù)雜的系統(tǒng)中我們還會(huì)關(guān)注powergood，反接短路保護(hù)，EMI/EMC，上下電跟蹤及時(shí)序等。
在芯片系列中有線性穩(wěn)壓器(LDO)和開(kāi)關(guān)電源（DC/DC）。LDO看似簡(jiǎn)單，實(shí)際非常重要。例如，將負(fù)載與不干凈的電源隔離或者構(gòu)建低噪聲電源來(lái)為敏感電路供電。LDO電路簡(jiǎn)單，只能做降壓，低紋波噪聲，快速瞬態(tài)響應(yīng)。
LDO關(guān)鍵性能參數(shù)
1. 最小壓差
即輸入與輸出之間能夠維持正常工作的最小壓差。VIN=VOUT+Vdropout。芯片的的設(shè)計(jì)工藝和結(jié)構(gòu)不同，壓差不同；電流增加溫度升高壓降也會(huì)增大。
2. 輸入電壓
我們需要考慮輸入電壓的最高瞬態(tài)值和浪涌電壓來(lái)選，通常按照找2倍以上耐壓值取較安全。
3. 輸出電流
實(shí)際輸出能力與壓差和電流有關(guān)，手冊(cè)中給表示的理想狀態(tài)。實(shí)際的輸出能力和壓差及電流相關(guān)。大的輸出電流值散熱問(wèn)題越嚴(yán)重，如果是大電流的應(yīng)用盡量使用開(kāi)關(guān)電源。
4. 熱阻參數(shù)
TJMAX：芯片內(nèi)核正常工作的最高參數(shù)，該值越高內(nèi)核耐熱性越好，其中ƟJA和ƟJC越小越好。
在使用中要確保芯片的內(nèi)核溫度TJ不會(huì)超過(guò)芯片標(biāo)定的正常運(yùn)行最大結(jié)溫。元器件結(jié)溫計(jì)算：TJ=TA+θJA·PH。
5. 紋波/噪聲
PSRR衡量電路抑制電源輸入端出現(xiàn)的外來(lái)信號(hào)（噪聲和紋波），使這些干擾信號(hào)不至于破壞電路輸出的能力。在實(shí)際場(chǎng)景中越是低頻的噪聲越難抑制。在100 kHz 至 1 MHz 范圍內(nèi)的電源抑制非常重要，因?yàn)?LDO 經(jīng)常跟高效的開(kāi)關(guān)電源配合使用來(lái)為敏感的模擬電路供電。
6. 瞬態(tài)響應(yīng)
瞬態(tài)響應(yīng)是指電流階躍變化時(shí)的輸出電壓變化。它與電容，控制環(huán)路的增益帶寬和負(fù)載電流變化的大小和速率有關(guān)。
它是電源穩(wěn)定性很重要的參數(shù)，不合適可能會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)偶發(fā)復(fù)位等現(xiàn)象。
注意事項(xiàng)：LDO的輸出和輸入電容類型和值要選對(duì)，否則可能會(huì)出現(xiàn)穩(wěn)定性問(wèn)題。
LDO的結(jié)構(gòu)趨勢(shì)
ADI 基于電流基準(zhǔn)構(gòu)架的LT3042、LT3045和LT3094系列產(chǎn)品在節(jié)省時(shí)間和成本的同時(shí)提高應(yīng)用的性能。相比舊的構(gòu)架極大的改善了電壓調(diào)節(jié)能力和瞬態(tài)響應(yīng)。它們的噪聲和PSRR性能不受輸出電壓的影響。
此外，多個(gè)器件可以直接并聯(lián)，以進(jìn)一步降低輸出噪聲，增加輸出電流，并可在PCB上散熱。
LDO 看似簡(jiǎn)單實(shí)則非常重要，想要運(yùn)用LDO的最佳性能，需要綜合考慮多種因素。工程師需要了解基本術(shù)語(yǔ)后，有效地使用數(shù)據(jù)手冊(cè)信息來(lái)確定對(duì)于設(shè)計(jì)而言最為重要的參數(shù)。 |
