LDO参数解释及特性

目录

一、LDO工作原理

二、基本参数解释

三、LDO的一些特性


一、LDO工作原理

下面是LDO的内部框图,大致的工作原理就是,参考电压端Vref和反馈电压(VOUT通过两个电阻分压)分别接在误差放大器的反向和正向端,进行比较, 比较之后再通过MOS drive调整输出电压大小,这就形成了一个负反馈。


二、基本参数解释

输入电压范围:规定设计输入电源范围。

静态功耗(Quiescent Current):输出电流为0时的输入电流,即VOUT空载时输入电流。好的LDO和差的LDO相比较,是在电源纹波抑制比PSRR差不多的时候,静态耗流会更低。

关闭功耗(Shut down Current):LDO关闭状态下的耗流,一般在1uA以内,越小越好。

电源纹波抑制比PSRR:这个参数越大越好,代表抑制输入纹波的能力越强,一般SPEC给出的是1KHz下的值,68dB@F=1KHz

输出电流:设计时预留50%的余量,实际运用过程中,输出电流的大小和输入输出电压都有关系。

输出电压:分为可调和固定,根据实际情况选择。

输出电压精度:一般是2%,还有5%的。

耗散功率:500mW

地电流(Ground Current):指的是输入电流和输出电流的差值。指的是LDO正常工作状态,在特定的负载下,LDO自身消耗的电流。


三、LDO的一些特性

输出自放电

带自放电功能的LDO,能尽快泄放输出电容上的能量,保证LDO尽快关闭,下次开启是从0电压。坏处是如果外部有电压加到或者串到VOUT上,因为VOUT上的Rdischg电阻,会有一定的耗流产生,确定不会有串电到VOUT上用带自放电的LDO比较好。

在LDO关闭时,下图中的MOS管会自动打开,VOUT通过Rdischg对地放电,有的LDO框图中没有画这个自放电电阻,但是也是带自放电功能的,自放电电阻大小可以通过RC放电公式进行计算。


软启动

带软启动的LDO可以有效的控制电流,使输出较平缓的上升。

实际测试AP2127上电瞬间,VOUT起来是比较平缓的,并没有电压过冲。

软启动的时间可以依据下图测试,TSS是输入电压上升到0.5倍到VOUT完全起来的时间间隔。


LDO效率计算

LDO效率的计算公式为:

输入电流等于输出电流加上静态功耗,根据以上公式,当LDO处在轻载时,IQ就非常重要,IQ越小,效率就越高。


动态负载调整(△VOUT)

指的是输入电压一定,输出电压随负载电流变化而产生的变化量,当负载电流变化缓慢时,一般LDO能保持LDO恒定不变。当负载电流快速变化时,输出电压就会随之改变。这个输出电压的改变量决定了负载瞬态性能,这个值越小越好。


线性瞬态响应

在负载一定的时候,输出电压随着输入电压改变而产生的变化量。这个值越小越好。

在AP2127的SPEC上可以看到,动态负载响应和线性瞬态响应都是比较好的。


Vdrop(压差)

指保持电压稳定所需要的输入电压和输出电压之间的最小差值。当输入电压为VIN1,输出为VOUT1,缓慢降低VIN1,当输出降低到VOUT1的98%时,此时输入电压为VIN2,那么Vdrop=VIN2-VOUT1*98%,Vdrop越小越好,意味着低功耗高效率。


输入输出电容选择

现在一般LDO输入输出各加一个1UF陶瓷电容即可,可选择X5R或者X7R,ESR为0.3欧姆或以下。提高输出电容的容值,可以提高LDO 的瞬态响应性能,缺点是会延长启动时间。


Layout建议

输入输出电容靠近LDO管脚放置,LDO和电容要使用同一铜层铺地,输入输出电容的地环路要短。

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