低压差线性稳压器功耗主要是输入电压,输出电压以及输出电流的函数。下列方程式可用来计算最恶劣情况下的功耗:
PD=(VINMAX- VOUTMIN )ILMAX。其中:PD = 最恶劣情况下的实际功耗,VINMAX = VIN 脚上的最大电压,VOUTMIN = 稳压器输出的最小电压,ILMAX = 最大( 负载) 输出电流。
最大允许功耗(PDMAX) 是最大环境温度(*AX), 最大允许结温(TJMAX) (+150°C) 和结点到空气间热阻(θJA) 的函数。对于安装在典型双层FR4 电解铜镀层PCB板上的5引脚SOT-23封装器件:TLV73312PQDBVRQ1,其R(θJA)约为198.3°C/Watt。
PDMAX=(*AX- TJMAX) / RθJA
VINMAX = 1.75V +10%,VOUTMIN = 1.2V - 2.5%,ILOADMAX = 300mA,TJMAX = +150°C,*AX = +85°C
实际功耗PD=226mW,最大允许功耗: PDMAX= 327mW.
在低压差线性稳压器(LDO)的使用过程中一定要注意合理分配LDO实际功耗,不要超过他的最大功耗。以影响系统的稳定性。
/* 如何选择 LDO? */
1. 输入电压
最小的输入电压 VIN 必须大于 VOUT + VDO。需要注意,这与器件 Datasheet 中所给出的输入电压最小值无关。
2. 效率
在忽略 LDO 静态电流的情况下,可以采用 VOUT / VIN 式子来计算效率。
3. 功耗
可以根据公式 PD = (VIN - VOUT) * IOUT 计算。这里 PD 与器件封装类型、环境温度(TA)和器件最大结温(TJMAX)密切相关。如果功率耗散较高,同时又苛求较高的效率,那么应优先考虑选择降压型 DC/DC 稳压器。
4. 输出电容器
输出电容器的 ESR 对于器件的稳定性来说至关重要。有的 LDO 声明采用具有较高 ESR 的钽电容器,那么一定不要选用极低 ESR 的陶瓷电容器。然而有的 LDO 能够在未采用输出电容器或者只采用了低 ESR 的陶瓷类型的输出电容器,稳定性就可以保证。曾经看到有的资料据此认为,“可以确认,可在采用任何类型的输出电容器的情况下具有稳定的工作特性。”---这点我一直不敢苟同,实在值得商榷。作为设计人员,应严格按照具体 LDO 器件的 Datasheet 选择最为合适类型的输出电容器。
5. 反向泄漏保护
在某些 LDO 的输出端上的电压高于输入端的电压的特殊应用中,反向泄漏保护可以有效防止电流从 LDO 的输出端流向输入端。如果忽视这点,这种反向泄漏会损坏输入电源,特别是当输入电源为电池的时候,尤其需要重视。
6. RF、音频的应用
如果负载端为 RF、音频或其他对噪声敏感的应用,那么应选择具有高电源纹波抑制(PSRR)的 LDO,以实现对输入电源的抗噪性,以及低输出噪声(〈50uVms)。有的 LDO 具有一个用来增加电容以降低输出噪声的旁路(BP)引脚,亦可起到一定作用。