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  • 朗瑞电源产品选型指引

  • 2023-05-16 11:44:54 阅读量:1447

低压差线性稳压器

随着科学的飞速发展 ,电能已经渗透进入我们生活中的每一个角落,我们身边有许多形形色色的电源,但是最受工程师欢迎的电源管理芯片绝对是LDO,大到电路系统控制主板,小到传感器内置电路,都离不开它的身影。


朗瑞半导体专注于低压差线性LDO的研发与设计,该系列产品有极低的待机功耗,在输入压差极小的条件下提供相当客观的输出电流能力,根据不同器件的属性,其输入电压范围可以从2.2V-40V,输出电压一般是在1.2V-5V之间的固定输出电压。该系列产品一般采用SOT23SOT89封装,还有一些功率相对大一些的采用SOT223或者TO220等封装。其ESD特性一般可以做到3000V


  


事实上,工程师们只需要在LDO输入端接入电容,并在输出端并联一个电容,输入合适的条件,即可获得相当可靠的供电电源,此外, LDO还以它优异的性价比和突出的噪声性能深受工程师的青睐。相比于其他电源管理系统的复杂结构,LDO称得上是最便捷的电源管理系统。下图是我们LDO最经典的应用电路。

  

在选择LDO产品时,我们往往最先关注它的输入耐压和输出电流,这两个参数是LDO最关键的性能指标,也是该款LDO产品能否满足电路系统需求的前提条件。当然,在满足输入耐压和输出电流等前提条件下,客户还可以根据应用场景的实际需求,对不同产品性能做进一步对比和筛选。


静态电流也是LDO的一项重要参数,它的作用主要体现在电源系统待机状态下,当一些电路系统处于待机模式下时,足够小的静态电流可以帮助电路系统的待机功耗保持在一个很低的水平,这一点在一些电池供电场景尤为明显,因为它决定了电池的有效待机时长。此外,较低的静态电流可以降低电池过放电的风险,同时延长电池的使用寿命。


在电源类产品中,我们一般将精度分为10%5%3%2%1%等档位。理想情况下,电源输出电压是一个理想的典型值。但是由于实际生产工艺存在着不可忽略的误差,导致产品输出电压会在一段范围内呈正态分布。所以,对于一些精密设备仪器等应用场景,工程师们往往需要关注产品输出电压的精度,因为这决定了电路系统中电源的准确性,尤其是在一些信号采样电路中。理论上,精度越高越好,但是这往往也意味着成本的增加,所以工程师需要结合产品实际需要,选择合适的精度作为产品的指标。以下是我们朗瑞半导体几款推荐的LDO产品,供大家参考使用。



产品

编号

规格型号

输出

电流

静态

电流

输出

电压

输出

精度

保护

功能

封装

C914132

LR7525-T

100mA

1.5uA

2.5V

2%

SCP/OCP

SOT23-3L

C5110299

LR7525-M

100mA

1.5uA

2.5V

2%

SCP/OCP

SOT89-3L

C486068

LR7530-T

100mA

1.5uA

3.0V

2%

SCP/OCP

SOT23-3L

C486075

LR7530-M

100mA

1.5uA

3.0V

2%

SCP/OCP

SOT89-3L

C486069

LR7533-T

100mA

1.5uA

3.3V

2%

SCP/OCP

SOT23-3L

C486076

LR7533-M

100mA

1.5uA

3.3V

2%

SCP/OCP

SOT89-3L

C486070

LR7536-T

100mA

1.5uA

3.6V

2%

SCP/OCP

SOT23-3L

C486077

LR7536-M

100mA

1.5uA

3.6V

2%

SCP/OCP

SOT89-3L

C486072

LR7544-T

100mA

1.5uA

4.4V

2%

SCP/OCP

SOT23-3L

C486073

LR7550-T

100mA

1.5uA

5.0V

2%

SCP/OCP

SOT23-3L

C486080

LR7550-M

100mA

1.5uA

5.0V

2%

SCP/OCP

SOT89-3L

C5129917

LR8321A-T30

100mA

1.5uA

3.0V

1-2%

SCP/OCP

SOT23-3L

C5129918

LR8321A-T33

100mA

1.5uA

3.3V

1-2%

SCP/OCP

SOT23-3L

C5129919

LR8321A-T50

100mA

1.5uA

5.0V

1-2%

SCP/OCP

SOT23-3L

C5129920

LR8321A-M30

100mA

1.5uA

3.0V

1-2%

SCP/OCP

SOT89-3L

C5129921

LR8321A-M33

100mA

1.5uA

3.3V

1-2%

SCP/OCP

SOT89-3L

C5129922

LR8321A-M50

100mA

1.5uA

5.0V

1-2%

SCP/OCP

SOT89-3L

C2829464

LR8341A-T30

100mA

2uA

3.0V

1-2%

SCP

SOT23-3L

C2829465

LR8341A-T33

100mA

2uA

3.3V

1-2%

SCP

SOT23-3L

C2829466

LR8341A-T50

100mA

2uA

5.0V

1-2%

SCP

SOT23-3L

C2895854

LR8341A-M30

100mA

2uA

3.0V

1-2%

SCP

SOT89-3L

C2895855

LR8341A-M33

100mA

2uA

3.3V

1-2%

SCP

SOT89-3L

C2895856

LR8341A-M50

100mA

2uA

5.0V

1-2%

SCP

SOT89-3L


除了输出电压精度外,还有一些参数会影响电源输出电压的质量。比如噪声,对于LDO来讲,输出电压的噪声主要来源于两个方面,一个是LDO输入电源输入的噪声,一个是LDO内部逻辑电路工作时产生的噪声。其中,LDO内部逻辑产生的噪声一般是固定的,由芯片本身的电路设计决定。所以工程师更多的需要关注LDO输入的噪声,尤其是一些高频小信号处理电路系统,自身对噪声十分敏感,而LDO本身会对输入噪声有较强的抑制能力,这种对输入噪声抑制的能力,我们一般用电源抑制比(PSRR)来衡量。

 


参考如下计算公式:PSRR=20lg ( Rippleinput / Rippleoutput )

式中:Rippleinput  = 输入电压中纹波峰峰值

  Rippleoutput = 输出电压中纹波峰峰值


从公式中可以看出,PSRR越大,相同输入纹波在输出端的纹波越小,详细的计算和使用条件可以联系我们或者参考我司的产品规格书。


到这里,工程师们基本上可以选定哪些产品适合自己的应用需求了。但是,在一个优秀的电路系统中,往往需要考虑一些异常处理机制,这些往往可以保证电路系统在出异常时,保护自身或者后级电路不遭受干扰甚至破坏。比如短路保护,过流保护,过温保护等。此外,一些场景需要控制电源工作在特定场合下,选择带有使能功能的芯片,可以让工程师们快速方便的控制LDO的开启与关断,而这只需要给LDO输入一个最基础的电平信号即可实现。


最后,选择合适的封装,可以让你的电路系统工作性能更稳定。在面对各种各样的封装形式的时候,许多工程师不知道从何下手。我们在这里给大家分享两个参考方向。一个是空间,一个是热量。空间是最直观的,因为你必须保证在你的电路板上有足够的空间放置一颗LDO,这在一些便携式智能设备中尤为重要,比如智能手表、蓝牙耳机等。而另一个热量问题需要考虑的因素就比较多了,我们接下来重点讲解一下。

大家都知道,芯片的最大功耗取决于IC封装的热阻,PCB布局、周围气流速度以及结点与环境温度的温差。

  


参考计算公式:PD(MAX)= ( TJ(MAX) – Ta ) / θJA  


此处的TJ(MAX)为结点最大温度,Ta为环境温度,而 θJAIC封装中每瓦度的结点到环境热阻。为使芯片工作在极限范围内并保持一个稳定的输出电压,芯片的功耗PD一定不能超过最大功耗PD(MAX),即PDPD(MAX)

另外,在LDO类产品中,由于其固有的线性特性,它的输入电流和输出电流大小基本相等,而输入电压到输出电压的压降会完全以发热的形式释放掉,这也是它的转换效率相比DC/DC较低的主要原因。

它的发热功率近似等于:

PD(MAX) = (VIN − VOUT) * IOUT


值得注意的是,我们常用的LDO封装都比较小,通常散热功率不超过1W(小SOT230.2WSOT23-3L0.25WSOT890.5WTO-920.5WSOT2230.8W),这就导致LDO的最大输入电压和最大输出电流不能同时满足,工程师在设计电路之前,需要特别注意,根据实际负载条件,计算好实际工作的输入电压和输出电流,用以选出合适的芯片封装。

 

热门物料
型号
价格
MAX31865ATP+T/模数转换芯片ADC 12.95
LTM4644IY#PBF/电源模块 130.7
ADUM1201BRZ-RL7/数字隔离器 4.69
MAX31855KASA+T/ADC/DAC-专用型 8
DS3231MZ+TRL/实时时钟(RTC) 11.31
AD7190BRUZ-REEL/模拟前端(AFE) 37.95
AD623ARZ-R7/仪表放大器 11.23
MAX3232EEAE+T/RS232芯片 6.41
ADUM3160BRWZ-RL/隔离式USB芯片 21.98
AD620ARZ-REEL7/仪表放大器 20.91
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