便攜應用中選擇LDO的方法
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
接地電流或靜態(tài)電流 （IGND 或 IQ）、電源波紋抑止比 (PSRR)、噪聲與封裝大小通常是為便攜式應用決定最佳LDO選擇的要素。在選擇低壓降線(xiàn)性調節器(LDO) 時(shí)，需要考慮的基本問(wèn)題包括輸入電壓范圍、預期輸出電壓、負載電流范圍以及其封裝的功耗能力。但是，便攜式應用需要考慮更多問(wèn)題。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/177611.htm輸入、輸出以及降低電壓
選擇輸入電壓范圍可以適應電源的LDO。下表列出了便攜式設備所采用的、流行的電池化學(xué)物質(zhì)的電壓范圍。
在確定 LDO 是否能夠提供預期輸出電壓時(shí)，需要考慮其壓降。輸入電壓必須大于預期輸出電壓與特定壓降之和，即 VIN > VOUT + VDROPOUT。如果 VIN 降低至必需的電壓以下，則我們說(shuō) LDO 出現壓降，輸出等于輸入減去旁路元件 (pass element) 的 RDS(on) 乘以負載電流。
需要注意壓降時(shí)的性能變化。驅動(dòng)旁路晶體管的誤差放大器完全打開(kāi)或者出于待發(fā)狀態(tài)(cocked)，因此不產(chǎn)生任何環(huán)路增益。這意味著(zhù)線(xiàn)路與負載調節很差。另外，PSRR 在壓降時(shí)也會(huì )顯著(zhù)降低。
選用可提供預期輸出電壓的 LOD 作為節省外部電阻分壓器成本與空間的固定選項，外部電阻分壓器一般用于設置可調器件的輸出電壓。利用可調 LDO 可以設置輸出，以提供內部參考電壓，其一般為 1.2V 左右，只需把輸出連接到反饋引腳。請與廠(chǎng)商確認是否具備該功能。
負載電流要求
通考慮負載需要的電流量并據此選擇 LDO。請注意：額定電流為比如 150mA 的 LDO 可能會(huì )在短時(shí)間內提供高出很多的電流。請查驗最低輸出電流限值規范，或者咨詢(xún)有關(guān)廠(chǎng)商。
電池電壓
| 電池的化學(xué)成分 | 電壓范圍 |
| 鋰離子/鋰聚合物 | 2.7～4.2V（額定3.6V） |
| NiMH/NiCd | 0.9～1.5V（額定1.2V） |
| AA/AAA | 0.9～1.5V（額定1.5V） |
封裝與功耗
便攜式應用本質(zhì)存在空間限制，因此解決方案的大小至關(guān)重要。裸片可以最小化尺寸但是缺乏封裝的諸多優(yōu)勢，如：保護、行業(yè)標準以及能夠被現有裝配架構輕松采用等特性。芯片級封裝 (CSP) 能在提供裸片的尺寸優(yōu)勢的同時(shí)還可以帶來(lái)封裝的許多優(yōu)勢。
在無(wú)線(xiàn)手持終端市場(chǎng)需求的推動(dòng)下，CSP產(chǎn)品正不斷推陳出新。例如，采用0.84 x 1.348-mm CSP的德州儀器 (TI) 200mA RF LDO（參見(jiàn)圖1）預計將于9月份上市，其采用可實(shí)現輕松裝配以及高板級可靠性的技術(shù)。
其他小型封裝包括流行的3x3mm SOT-23、小型2.13x2.3mm SC-70以及亞1毫米高度封裝 (sub-1-mm-height package)、ThinSOT及無(wú)引線(xiàn)四方扁平封裝 (QFN)。由于在下側采用了能夠在器件與PC板之間建立高效散熱接觸的散熱墊，QFN 因而可提供更好的散熱特性。
請注意不要超過(guò)封裝的最大功耗額定值。功耗可以采用PDISSIPATION = (VIN-VOUT)/(IOUT + IQ) 進(jìn)行計算。一般來(lái)說(shuō)，封裝尺寸越小，功耗越小。但是QFN封裝可以提供極佳的散熱性能，這種性能完全可與尺寸是其1.5～2倍的眾多封裝相媲美。
LDO拓撲與IQ
為了最大化電池的運行時(shí)間，需要選擇相對于負載電流來(lái)說(shuō)靜態(tài)電流IQ較低的LDO。例如，考慮到IQ 只增加0.02％的微不足道的電池消耗，在100mA負載情況下，一般采用200μA的IQ比較合理。
另外，還需要注意的是，由于電池放電特性，某些情況下壓降會(huì )對電池壽命產(chǎn)生決定性影響。由于堿性電池放電速度較慢，其電源電壓在壓降情況下可以提供比NiMH電池更多的容量。必須在 IQ 和壓降之間仔細權衡，以便在電池壽命期間獲得最大的容量，因此，較低的IQ并不能始終保證長(cháng)電池壽命。
需要注意IQ 在雙極拓撲中的表現。IQ 不但隨負載電流變化很大，而且在壓降情況下會(huì )有所增加。
另外，需要注意在數據表中對IQ 是如何規定的。某些器件是在室溫條件下規定的，或者只提供顯示IQ與溫度關(guān)系的典型曲線(xiàn)。盡管這些情況有用，但是并不能保證最大的靜態(tài)電流。如果IQ 比較重要，則需要選擇在所有負載、溫度和工藝變量情況下都能保證IQ 的器件，并且需要選擇MOS類(lèi)旁路器件。
輸出電容器
典型LDO應用需要增加外部輸入和輸出電容器。選擇對電容器穩定性方面沒(méi)有要求的LDO，可以降低尺寸與成本，另外還可以完全消除這些元件。請注意，利用較低ESR的大電容器一般可以全面提高PSRR、噪聲以及瞬態(tài)性能。
陶瓷電容器通常是首選，因為它們價(jià)格低而且故障模式是斷路，相比之下鉭電容器比較昂貴且其故障模式是短路。請注意，輸出電容器的等效串聯(lián)電阻 (ESR) 會(huì )影響其穩定性，陶瓷電容器具有較低的ESR，大概為10豪歐量級，而鉭電容器ESR在100豪歐量級。另外，許多鉭電容器的ESR隨溫度變化很大，會(huì )對LDO性能產(chǎn)生不利影響。如果溫度變化不大，而且電容器和接地之間串聯(lián)適當的電阻（一般200m），可以取代陶瓷電容器而使用鉭電容器。需要咨詢(xún)LDO廠(chǎng)商以確保正確的實(shí)施。
RF與音頻應用
最后，考慮便攜式應用中所采用的、專(zhuān)用電路的功率要求。
RF電路（包括LNA（低噪聲放大器）、升壓/降壓轉換器、混頻器、PLL、VCO、IF放大器和功率放大器），需要采用具有低噪聲和高PSRR的LDO。在設計現代收發(fā)系統時(shí)應非常小心，以保證低噪聲和高線(xiàn)性。
電源噪聲會(huì )增加VCO的相位噪聲，而且會(huì )進(jìn)入接收或發(fā)送放大器。在W-CDMA等流行手機技術(shù)對頻譜再生和鄰道功率提出嚴格要求的情況下，進(jìn)入放大器的基/柵或收集器/漏極電源的極少量電源噪聲就會(huì )產(chǎn)生鄰道噪聲或假信號。
為了滿(mǎn)足手機、MP3、游戲以及多媒體PDA應用等便攜式設備中的音頻需求，可能需要300～500mA的LDO。而且，為了獲得良好的音頻質(zhì)量，這種LDO在音頻頻率（20Hz~20kHz）時(shí)應該是低噪聲并可提供高PSRR。
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