你會(huì )選擇LDO dropout voltage嗎?
LDO是我們常用的電源解決方案,dropout voltage(壓差)是LDO最常見(jiàn)的參數之一,但是并不是所有的工程師都能夠正確的設計LDO dropout voltage,導致產(chǎn)品可靠性具有隱患,降低平均無(wú)故障時(shí)間。
和DCDC開(kāi)關(guān)電源架構不同,LDO內部的管子是工作在放大狀態(tài)的,在這樣的大前提下,LDO輸入輸入必須要滿(mǎn)足一定的壓差條件,LDO才能有效進(jìn)行反饋調節,正常工作。

對于Dropout Voltage我們一共有兩個(gè)必關(guān)注因素:
第一個(gè)因素是Droput Voltage自身的范圍,這個(gè)在IC內部基本已經(jīng)固定了,這部分是應用工程師無(wú)法管控的,我們只能根據需求合理選型與應用。
先介紹LDO內部影響Dropout Voltage的幾個(gè)原因,指導大家來(lái)正確選型。

LDO內部除了基本的LDO控制電流外,往往還有一些保護電路、放電電路、邏輯控制電路等,有的LDO內部還有電荷泵等接口,這些電路都是要吃電的,所以L(fǎng)DO的dropout voltage除了考慮內部管子的工作狀態(tài)之外,還要考慮內部其他電路的供電需求。
比如下面的LDO,輸出是1V@Iout=130mA時(shí),Dropout voltage 為140mV,但是輸入卻不能選擇1.14V,這是小于輸入電壓1.4V的要求,設計將不會(huì )保證性能和穩定性,有很多工程師其實(shí)是知道這點(diǎn)的,但是在設計時(shí)非常容易忘記這一項,一定要仔細檢查。

即使LDO輸入電壓可以是1.14V,輸出是1V@Iout=130mA,我們也不能直接選擇輸出1.14V的電源提供給LDO。
Dropout Voltage我們無(wú)法改變,但是外部走線(xiàn)卻是完全掌握在我們自己手里,也是應用工程師必須管控的。

下面介紹第二個(gè)必考慮因素,走線(xiàn)。
我們舉"栗"說(shuō)明,DCDC輸出1.14V;負載需求,1V@Iout=130mA。
下圖是線(xiàn)路損耗拆解,在走線(xiàn)100mΩ的情況下,如果要滿(mǎn)足負載1V@Iout=130mA的需求,則留給LDO的dropout voltage只有0.12v,無(wú)法滿(mǎn)足0.14V的規格,設計也無(wú)法保證性能和穩定性。
我們在走線(xiàn)時(shí)就要控制好走線(xiàn)的DCR,有必要仿真管控。

然而有人說(shuō)實(shí)際應用中并沒(méi)有遇到電路異常的情況,這是因為我們的負載一般不會(huì )反復拉到最大負載,LDO本身也有一定的余量,但是這并不是合理的設計,凡是存在隱患的設計,當產(chǎn)品的數量升上去后,必然會(huì )暴露出問(wèn)題,這就是墨菲定律,給用戶(hù)帶來(lái)糟糕的體驗。

上文只考慮了芯片內部和外部走線(xiàn)的因素,還有一種因素比較極限,這里也介紹下。
第三個(gè)因素是前置電源的紋波影響。
一般為了降低功耗,LDO前級選擇DCDC開(kāi)關(guān)降壓電路,BUCK工作時(shí)會(huì )有紋波,使得LDO輸入電壓會(huì )有最低值,由于電容的存在,這一點(diǎn)的影響不是特別大,只有在極個(gè)別情況下才會(huì )考慮這點(diǎn)。

以上就是LDO dropout voltage設計時(shí)幾個(gè)基本的注意事項,可靠的設計一點(diǎn)也馬虎不得,當面對十幾、幾十甚至幾百個(gè)電源網(wǎng)絡(luò )時(shí),工程師們,你能保證每個(gè)LDO的dropout voltage都能滿(mǎn)足設計要求嗎?
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