LDO的选用技术.PDF

LDO的选用技术 LDO 的种类 LDO 是新一代的集成电路稳压器，它与三端稳压器最大的不同点在于，LDO 是一个自耗很低 的微型片上系统(SoC)。LDO 按其静态耗流来分，分为 OmniPowerTM / MicroPowerTM / NanoPowerTM 三种产品。OmniPowerTM LDO 的静态电流在 100mA-1mA，MicroPowerTM LDO 的 静态电流在10mA-100mA，NanoPowerTM LDO的静态电流小于10mA，通常只有1mA。OmniPowerTM LDO 是一种静态电流稍大但性能优于三端稳压器的新型线性稳压器，适用于使用 AC/DC 固定 电源的所有电子、电器产品。因其需求量大，生产量大，而生产成本极低，价格十分便宜。 MicroPowerTM LDO 是一种微功耗的低压差线性稳压器，它具有极低的自有噪音和较高的电 源纹波抑制(PSRR)，具有快捷的使能控制功能，给它一个高或低的电平可使它进入工作状态 或睡眠状态，具有最好的性能/功率比，适用于在需要低噪音的手机电源中使用。NanoPowerTM LDO 是一种毫微功耗的低压差线性稳压器，具有极低的静态电流，稳压十分精确，最适用于 需要节电的手提电子、电器产品，见图 1。 图 1 LDO 的分类与应用 LDO 的结构 LDO 的结构是一个微型的片上系统，它由作电流主通道的、具有极低在线导通电阻 RDS(ON) 的 MOSFET、肖特基二极管、取样电阻、分压电阻、过流保护、过温保护、精密基准源、差 分放大器、延迟器、POK MOSFET 等专用晶体管电路在一个芯片上集成而成，如图 2。 图 2 具有限流、使能、电源好的微型 P 沟道 LDO POK(Power OK)是新一代LDO 都具备的输出状态自检、延迟安全供电功能，也 有称之为 Power good 即“电源好”。 工作原理及效率 LDO 的工作原理是通过负反馈调整输出电流使输出电压保持不变。 LDO 是一个步降型的 DC/DC 转换器，因此 Vin Vout，它的工作效率： LDO 的效率一般为 60-75%，静态电流小的效率会好一些。 LDO 选择原则 当所设计的电路要求分路电源具有下列特点时： ● 低噪音、高纹波抑制； ● 占用 PCB板面积小(如手机、手持电子产品)； ● 电路电源不允许使用电感器(如手机)； ● 电源需要具有瞬时校准和输出状态自检功能； ● 要求稳压器低压降、自身低功耗； ● 线路要求低成本和简单方案； 此时，选用 LDO 是最确当、最实用、最方便、最经济的。 应用简介 LDO 的应用电路十分方便简单，工作时仅需要二个作输入、输出电压退耦降噪的陶瓷电容器， 见图 3。 Vin 和Vout的输入和输出滤波电容器，应当选用宽范围的、低等效串联电阻(ESR)、低价陶 瓷电容器，使 LDO 在零到满负荷的全部量程范围内稳压效果稳定。 一些 LDO 有一个 Bypass附加脚，由它连接一个小的电容器，可以进一步降低噪音。 电容器的选择关系到设计产品的质量和成本，电容器的电容值、电介质材料类型、物理尺寸、 等效串联电阻(ESR)等这些重要参数都是设计工程师所要考虑的。在 LDO使用电路的设计中， 陶瓷电容器是最好的选择，因为陶瓷电容器无极性和具有低的 ESR，典型值100mW，电容器 的 ESR 对输出纹波有重大影响，而 ESR 受电容器的类型、容量、电介质材料和外壳尺寸影响， 如常用的贴片电容器 X7R 电介质是最好的，但使用成本略高，X5R 电介质较好，性能/价格 比适宜，而 Y5V 电介质较差，但成本较低。 LDO 在PCB 板上的工艺走线十分重要，当工艺走线不良和靠近 RF 线时降噪性能会受影响。 滤波电容器汇入地节点选择不良时，由负载返回地的电流中，噪音和纹波都会增加。在通常 的布线设计中常常遇到此类情况(图 4)。如将此布线线路优化，则可在由负载返回地的电流 中，噪音和纹波都降至最小(图 5)。理想的 PCB 板布线设计是接地点尽可能的粗短和走捷径， 走线一定要考虑各个器件间的干扰和辐射，器件的合理排列可有利于有效地减少各个器件间 的相互干扰和辐射，如图 6 所示。 新一代的 LDO 都是用CMOS 工艺生产的，它和使用 Bipolar 工艺生产的 LDO功能上没有多大 的区别，可是静态电流、压降