LDO選型應(yīng)用和注意事項(xiàng)

一、明確需求并選型

    1. 輸出電壓

       根據(jù)電路需求明確LDO的輸出電壓大小，如果后級電路容納電壓范圍較大，應(yīng)當(dāng)盡量選擇常見電壓，如3.3V、2.5V等。因?yàn)檫@樣的電壓等級可以選擇固定輸出電壓的LDO，輸出電壓更加準(zhǔn)確且不需要外部反饋電阻。

    2. 輸出電流

       根據(jù)后級電路需求明確LDO的輸出電流能力，并在預(yù)估的最大電流基礎(chǔ)上留有一定裕度，例如需求600mA，可以選擇800mA最好是1A輸出能力的LDO，這樣對提高LDO的熱性能以及噪聲抑制能力有利。

        

    3. 異常保護(hù)能力

        根據(jù)項(xiàng)目情況確定是否需要多大的過流保護(hù)能力，防止短路時(shí)燒壞后級電路；同時(shí)還有熱關(guān)斷等能力也是需要考慮的項(xiàng)。

    4. 精度

        根據(jù)后級電路需求明確LDO的精度，包括整個(gè)工作溫度范圍與整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)的精度。

    5. 外置使能

        根據(jù)項(xiàng)目情況確定是否需要使能控制LDO工作與否。

    6. 軟起動

        根據(jù)項(xiàng)目情況確定是否需要軟起動功能的LDO。

    7. 壓降

        根據(jù)前后電路確定LDO的壓降大小，并根據(jù)LDO數(shù)據(jù)手冊的相關(guān)信息選型。

        我們假設(shè)我們需要一款負(fù)載能力大于800mA，輸入電壓5V，輸出電壓4V的LDO，電壓精度不小于3%；擁有使能開關(guān)引腳，由3.3V單片機(jī)高低電平控制；擁有軟起動功能；其工作溫度環(huán)境為50℃；有輸出異常指示引腳。

        篩選后的型號為：TI的TPS7A91，其精度在整個(gè)溫度范圍與負(fù)載范圍內(nèi)為1%，輸入電壓范圍1.4~6.5V，輸出電壓范圍為0.8~5.2V；下面我們對其性能進(jìn)行具體分析并繪制其外圍電路。

        

二、外圍電路與參數(shù)計(jì)算         

    1. 熱性能-參考：電源之LDO-3. LDO的熱性能

     已知壓降為5V-4V=1V；負(fù)載電流最大800mA；則最大功率為1*0.8=0.8W；查看數(shù)據(jù)手冊發(fā)現(xiàn)其SON-10封裝熱阻RθJA為56.9℃/W，則其溫升為：56.9*0.8=45.52；由于其工作環(huán)境溫度為50℃，則內(nèi)核溫度為：45.52+50=95.52℃，未超過其最大內(nèi)核溫度125℃，滿足要求。

    2. 壓降-參考：電源之LDO-2. LDO的壓降

        其數(shù)據(jù)手冊壓降與負(fù)載電流、輸入電壓關(guān)系如下圖：可以看出其在5V輸入負(fù)載800mA、工作溫度50℃下的壓降不會超過200mV，而能提供的最大壓降為5V-4V=1V，足以滿足要求。

 

    3. 外置使能功能

       EN引腳提供控制功能，可以接單片機(jī)IO口控制LDO的開啟、關(guān)閉，其低電平電壓為0.4V，高電平電壓大于1.1V，可以用3.3V的高低電平控制。

    4. 軟起動

       SS_CTRL連接輸入引腳且NR/SS并聯(lián)電容則可以在降低噪聲的同時(shí)獲得軟啟動功能。根據(jù)數(shù)據(jù)手冊，1uF電容可以獲得6ms的啟動延時(shí)。

        

    5.  輸出異常指示

        PG引腳為輸出狀態(tài)指示引腳，開漏輸出，接10k~100k上拉電阻到MCU供電電源引腳。

    6. 反饋電阻計(jì)算與選取

       推薦電阻配比如下表，表中沒有我們需要的4V輸出的推薦電阻，因此我們需要自己計(jì)算，數(shù)據(jù)手冊可以獲得VFB=0.8V，假設(shè)下電阻R2取10kΩ-1%，上電阻為R1，則Vout/（R1+R2）=VF/R2 計(jì)算得出R1=40kΩ，根據(jù)E96-1%電阻阻值表取40.2kΩ，取40.2kΩ時(shí)實(shí)際輸出電壓為4.016V（電阻精度引起的誤差后續(xù)再寫文章具體分析）。

    7. 輸入輸出電容

        關(guān)于輸入輸出電容，我在之前的篇章進(jìn)行過講解，需要考慮到MLCC的直流偏壓特性與溫度特性等，請參考：電源之LDO-6. LDO的輸出電容

        為了對不同頻率的噪聲進(jìn)行濾除，除了滿足手冊要求的容量外，我們還可以再額外并聯(lián)幾個(gè)不同數(shù)量級的容量的電容。