LDO選型應用和注意事項

一、明確需求并選型

    1. 輸出電壓

       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(shù)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(huán)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(shù)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(shù)據手冊發(fā)現(xiàn)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(huán)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-參考：電源之LDO-2. LDO的壓降

        其數(shù)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。

 

    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(lián)電容則可以在降低噪聲的同時獲得軟啟動功能。根據數(shù)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(tài)指示引腳，開漏輸出，接10k~100k上拉電阻到MCU供電電源引腳。

    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(shù)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(xù)再寫文章具體分析）。

    7. 輸入輸出電容

        關于輸入輸出電容，我在之前的篇章進行過講解，需要考慮到MLCC的直流偏壓特性與溫度特性等，請參考：電源之LDO-6. LDO的輸出電容

        為了對不同頻率的噪聲進行濾除，除了滿足手冊要求的容量外，我們還可以再額外并聯(lián)幾個不同數(shù)量級的容量的電容。