-----------------------------------------簡介--------------------------------------
主要內容包括:
LDO在實際應用中應該如何選取?輸入輸出電容如何選取?熱性能如何估算?負載應該多大?
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一、明確需求并選型
1. 輸出電壓
個人公眾號:硬件之路學習筆記
根據電路需求明確LDO的輸出電壓大小,如果后級電路容納電壓范圍較大,應當盡量選擇常見電壓,如3.3V、2.5V等。因為這樣的電壓等級可以選擇固定輸出電壓的LDO,輸出電壓更加準確且不需要外部反饋電阻。
2. 輸出電流
根據后級電路需求明確LDO的輸出電流能力,并在預估的最大電流基礎上留有一定裕度,例如需求600mA,可以選擇800mA最好是1A輸出能力的LDO,這樣對提高LDO的熱性能以及噪聲抑制能力有利。
3. 異常保護能力
根據項目情況確定是否需要多大的過流保護能力,防止短路時燒壞后級電路;同時還有熱關斷等能力也是需要考慮的項。
4. 精度
根據后級電路需求明確LDO的精度,包括整個工作溫度范圍與整個負載范圍內的精度。
5. 外置使能
根據項目情況確定是否需要使能控制LDO工作與否。
6. 軟起動
根據項目情況確定是否需要軟起動功能的LDO。
7. 壓降
根據前后電路確定LDO的壓降大小,并根據LDO數據手冊的相關信息選型。
我們假設我們需要一款負載能力大于800mA,輸入電壓5V,輸出電壓4V的LDO,電壓精度不小于3%;擁有使能開關引腳,由3.3V單片機高低電平控制;擁有軟起動功能;其工作溫度環境為50℃;有輸出異常指示引腳。
篩選后的型號為:TI的TPS7A91,其精度在整個溫度范圍與負載范圍內為1%,輸入電壓范圍1.4~6.5V,輸出電壓范圍為0.8~5.2V;下面我們對其性能進行具體分析并繪制其外圍電路。
二、外圍電路與參數計算
1. 熱性能-參考:電源之LDO-3. LDO的熱性能
已知壓降為5V-4V=1V;負載電流最大800mA;則最大功率為1*0.8=0.8W;
查看數據手冊發現其SON-10封裝熱阻RθJA為56.9℃/W,則其溫升為:56.9*0.8=45.52;由于其工作環境溫度為50℃,則內核溫度為:45.52+50=95.52℃,未超過其最大內核溫度125℃,滿足要求。
2. 壓降
其數據手冊壓降與負載電流、輸入電壓關系如下圖:可以看出其在5V輸入負載800mA、工作溫度50℃下的壓降不會超過200mV,而能提供的最大壓降為5V-4V=1V,足以滿足要求。
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3. 外置使能功能
EN引腳提供控制功能,可以接單片機IO口控制LDO的開啟、關閉,其低電平電壓為0.4V,高電平電壓大于1.1V,可以用3.3V的高低電平控制。
4. 軟起動
SS_CTRL連接輸入引腳且NR/SS并聯電容則可以在降低噪聲的同時獲得軟啟動功能。根據數據手冊,1uF電容可以獲得6ms的啟動延時。
5. 輸出異常指示
PG引腳為輸出狀態指示引腳,開漏輸出,接10k~100k上拉電阻到輸出腳。
6. 反饋電阻計算與選取
推薦電阻配比如下表,表中沒有我們需要的4V輸出的推薦電阻,因此我們需要自己計算,數據手冊可以獲得VFB=0.8V,假設下電阻R2取10kΩ-1%,上電阻為R1,則Vout/(R1+R2)=VF/R2 計算得出R1=40kΩ,根據E96-1%電阻阻值表取40.2kΩ,取40.2kΩ時實際輸出電壓為4.016V(電阻精度引起的誤差后續再寫文章具體分析)。
7. 原理圖繪制 個人公眾號:硬件之路學習筆記
-----------------------------------------總結--------------------------------------
本片為LDO選型與外圍電路計算與處理,下篇為LDO的PCB繪制。
審核編輯:湯梓紅
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