低壓差穩壓器（LDO）應用簡(jiǎn)介

限流閾值：限流閾值被定義為輸出電壓下降到給定典型值的90%時(shí)的負載電流。例如，3V輸出電壓的限流閾值被定義為造成輸出電壓下降到3.0V的90%或2.7V時(shí)的負載電流。

工作溫度范圍：工作溫度范圍可以由環(huán)境溫度和結點(diǎn)溫度加以規定。由于LDO會(huì )發(fā)熱，因此IC的工作溫度總是超過(guò)環(huán)境溫度，比環(huán)境溫度高出多少取決于工作狀態(tài)和PCB熱設計。數據手冊上規定有最大結點(diǎn)溫度(TJ)，因為在最大結點(diǎn)溫度之上工作過(guò)長(cháng)的時(shí)間會(huì )影響器件的可靠性——統計學(xué)上稱(chēng)為平均故障時(shí)間(MTTF)。

熱關(guān)斷(TSD)：大多數LDO具有自動(dòng)溫度調節裝置，用于防止IC發(fā)生熱失控。當結點(diǎn)溫度超過(guò)規定的熱關(guān)斷閾值時(shí)，這個(gè)裝置將關(guān)斷LDO。為了在重啟之前讓LDO冷卻下來(lái)，要求一定的滯后時(shí)間。TSD很重要，因為它不單單保護LDO;過(guò)多的熱量影響的不止是穩壓器。從LDO傳導到PCB(或從電路板上更熱的元件傳導到LDO)的熱量隨著(zhù)時(shí)間的推移可能破壞PCB材料和焊接可靠性，也會(huì )破壞附近元件，進(jìn)而縮短便攜設備的壽命。另外，熱關(guān)斷將影響系統的可靠性。因此，用于控制電路板溫度的熱設計(散熱器、冷卻裝置等)是重要的系統考慮因素。

使能輸入：LDO使能信號以正和負邏輯的形式提供，用于關(guān)閉和啟動(dòng)LDO。高電平有效邏輯在使能端電壓超過(guò)邏輯高電平門(mén)限時(shí)使能器件，低電平有效邏輯在使能端電壓低于邏輯低門(mén)限電平時(shí)使能器件。使能輸入允許外部控制LDO的關(guān)閉和啟動(dòng)，這是多電壓軌系統中調整電源上電順序的一個(gè)重要特性。一些LDO具要相當短的啟動(dòng)時(shí)間，因為它們的帶隙參考在LDO禁用時(shí)是打開(kāi)的，允許LDO更快地啟動(dòng)。

欠壓閉鎖：欠壓閉鎖(UVLO)可以確保只有在系統輸入電壓高于規定閾值時(shí)才向負載輸出電壓。UVLO很重要，因為它只在輸入電壓達到或超過(guò)器件穩定工作要求的電壓時(shí)才讓LDO器件上電。

輸出噪聲：LDO的內部帶隙電壓參考是噪聲源，通常用給定帶寬范圍內的毫伏有效值表示。例如，ADP121在VOUT為1.2V時(shí)，在10kHz至100kHz的帶寬范圍內有40µV rms的輸出噪聲。在比較數據手冊指標時(shí)，給定的帶寬和工作條件是重要的考慮因素。

電源抑制比：電源抑制比(PSR)用分貝表示，代表了LDO在寬的頻范圍(1kHz至100kHz)內對來(lái)自輸入電源的紋波的抑制能力。在LDO中，PSR可以用兩個(gè)頻段表征。頻段1從直流到控制環(huán)路的單位增益頻率，這時(shí)的PSR取決于穩壓器的開(kāi)環(huán)增益。頻段2在單位增益頻率之上，這時(shí)的PSR不受反饋環(huán)路的影響，PSR取決于輸出電壓以及從輸入到輸出引腳的任何泄漏路徑。選擇一個(gè)適合的高值輸出電容通常會(huì )改善后個(gè)頻段的PSR。在頻段1，ADI公司專(zhuān)有的電路設計可以減少由于輸入電壓和負載變化引起的PSR變化。為了獲得最佳的電源抑制性能，PCB版圖設計時(shí)必須考慮減小從輸入到輸出的泄漏，而且要有魯棒性的接地性能。

最小輸入和輸出電容：最小輸入和輸出電容應大于在各種工作條件 (尤其是工作電壓和溫度) 下的規定值。在器件選型時(shí)必須考慮應用中的各種工作條件，確保滿(mǎn)足最小的電容規格。推薦使用X7R和X5R型電容。Y5V和Z5U電容不推薦在任何LDO電路中使用。

反向電流保持特性：采用PMOS傳輸管的典型LDO在VIN和VOUT之間有一個(gè)本征體二極管。當VIN大于VOUT時(shí)，這個(gè)二極管將處于反偏狀態(tài)。如果VOUT大于VIN，這個(gè)本征二極管將變成前向偏置，產(chǎn)生從VOUT到VIN的電流，進(jìn)而造成破壞性的功耗。一些LDO，如ADP1740/ADP1741，有額外的電路防止從VOUT到VIN的反向電流流動(dòng)。反向電流保護電路檢測到VOUT超過(guò)VIN時(shí)，將反轉本征二極管連接的方向，使二極管仍處于反偏狀態(tài)。

軟啟動(dòng)：可編程軟啟動(dòng)有助于減小啟動(dòng)時(shí)的浪涌電流和提供上電順序。對于啟動(dòng)時(shí)要求浪涌電流受控的應用，有些LDO(如ADP1740/ADP1741)提供了可編程的軟啟動(dòng)(SS)功能。為了實(shí)現軟啟動(dòng)，在SS和地引腳之間需要連接一個(gè)小的陶瓷電容。

結束語(yǔ)

LDO執行的是一個(gè)重要功能。雖然概念上很簡(jiǎn)單，但在應用時(shí)需要考慮許多方面的因素。本文介紹了基本的LDO拓撲，解釋了一些關(guān)鍵指標和低壓差穩壓器在系統中的應用。在數據手冊中還包含了許多有用的信息。欲了解進(jìn)一步信息(選型指南、數據手冊、應用筆記)——以及獲取人工幫助的方式——請訪(fǎng)問(wèn)電源管理6網(wǎng)站。這個(gè)網(wǎng)站同時(shí)還提供業(yè)界最快、最精確的DC/DC電源管理設計工具7ADIsimPower™.