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如何选择低压降稳压器来源于瑞达科技网 | |
作者:佚名 文章来源:网络 点击数 更新时间:2011/1/8 文章录入:瑞达 责任编辑:瑞达科技 | |
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如何选择低压降稳压器 可携式产品在基本要求之外还有更多考虑因素 选择低压降线性稳压器 (LDO) 时,基本考虑包括输入电压范围、要求的输出电压、负载电流范围和组件封装的散热能力,然而可携式应用却必须考虑更多因素,例如接地或静态电流 (IGND或IQ)、电源涟波拒斥比 (PSRR)、噪声以及封装体积,可携式应用常会根据这些因素选择最适当的低压降稳压器。 输入、输出和最小电压差 (dropout voltage) 判断稳压器能否提供所需输出电压时,必须将稳压电路所要求的「最小电压差」(dropout voltage) 列入考虑;输入电压必须大于目标输出电压以及最小电压差额定值的总和,也就是VIN > VOUT + VDROPOUT,若VIN降至此电压以下,稳压器将失去稳压功能,输出电压也会随着输入电压而改变,其值等于输入电压减掉导通组件的RDS(on)乘上负载电流。 值得注意的是,当输入电压不能满足「最小电压差」要求时,稳压器效能也会改变,此时推动导通组件的误差放大器会进入完全导通状态,使得回路增益为零,这表示输入电源和负载的稳压能力会变得很差,电源供应拒斥比也将大幅下降。 选择以固定电压方式提供所需输出电压的低压降稳压器,以便省下外接电阻分压器的成本和空间,这些电阻分压器主要用来设定可调整式组件的输出电压。某些可调整式稳压器还能将输出连接至回授接脚,让输出电压等于内部参考电压,其值通常在1.2 V左右。请向制造商确认其产品是否支持这项功能。
在无线手机市场需求带动下,芯片级封装产品的供应日益广泛,例如TI预计在9月推出的200 mA射频低压差稳压器就采用0.84 x 1.348厘米的芯片级封装 (图1),它所使用的先进封装技术使得组件组装更容易,还提供很高的电路板层级可靠性。
3厘米的SOT-23、超小型的2.13 其它小型封装包括应用广泛的3 2.3厘米SC-70以及厚度低于1厘米的ThinSOT和QFN封装。QFN封装底部采用散热焊垫,它能在组件和电路板之间形成有效的散热接面,使得这种封装拥有更良好的散热能力。 设计时必须注意不可超过封装的最大功耗散逸能力,我们可利用PDISSIPATION = (VIN-VOUT) / (IOUT + IQ) 来计算功耗散逸;通常封装越小,散热能力也越差,但也有例外,例如QFN封装的散热能力就很接近体积1.5至2倍的许多其它封装。 低压降稳压器的电路拓朴和静态电流 在某些情形下,受到电池放电特性的影响,低压差稳压器所需的「最小电压差」可能成为电池寿命的主导因素,例如碱性电池的放电曲线较平缓,因此当其电压下降至无法满足稳压器的「最小电压差」要求时,其电池剩下的电力常会超过同样情形的镍氢电池。设计人员必须在IQ和最小电压差之间做出取舍,使得电池在供电期间能尽量利用它所储存的电力;换言之,较小的IQ并不一定代表较长的电池寿命。 IQ在双极电路拓朴中的特性也值得注意,它不仅会随着负载电流大幅改变,稳压器因为输入电压过低而失去稳压功能时,IQ也会增加。 另外,还要注意IQ在规格表中的指定方式,有些组件只列出室温下的IQ值,或是只有一条典型曲线,代表IQ与温度之间的关系;这种方式虽然也有好处,对于最大静态电流却没有任何保证。如果IQ对于应用很重要,选择组件时最好确保它在所有负载、温度和制程变异条件下都能符合要求,并且使用MOS类型的导通组件。 输出电容 陶瓷电容通常较受欢迎,因为它们的成本低,故障时会变成开路;钽质电容成本较高,故障时则会变成短路。输出电容的等效串联阻抗会影响电路稳定性,陶瓷电容的等效串联阻抗较小,约为数十毫奥姆,钽质电容的等效串联阻抗则在数百毫奥姆左右。许多钽质电容的等效串联阻抗还会随着温度大幅改变,进而对稳压器的工作效能造成负面影响。陶瓷电容可用来取代钽质电容,只要在电容和地线之间加上一颗温度稳定性良好的适当电阻 (通常为200 mA。请与稳压组件制造商联络,确保得到正确的电路设计。 射频和音讯应用 射频电路包含低噪声放大器、升频/降频转换器、混波器、锁相回路、压控振荡器、中频放大器以及功率放大器,因此需要低噪声和高电源拒斥比的低压降稳压器。现代发射机和接收机电路的设计都非常小心,确保它们能提供很低的噪声和良好的线性能力。 电源噪声可能造成压控振荡器的相位噪声增加,并随之进入发射放大器和接收放大器。由于W-CDMA之类的现有手机技术对于频谱再生 (spectral regrowth) 以及相邻通道功率要求都很严格,因此就算只有很少的电源噪声进入放大器的基极/闸极或是集极/汲极的电源供应,也可能造成相邻信道噪声或假讯号 (spurious signal)。 包括行动电话、MP3、游戏和多媒体PDA等应用在内,许多可携式设备的音讯功能可能需要300至500 mA电流的低压降稳压器,为了提供良好的音质,这颗低压降稳压器在音频范围 (20 Hz至20 kHz) 的噪声必须很小,同时提供很高的电源拒斥比。 |
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