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本帖最后由 超級狗 于 2013-3-12 16:45 编辑
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LDO 的選用技術 3 s7 n' B& f& Y! e
1 p- N; N8 z6 z, T& p7 s% W作者：美國研諾邏輯科技有限公司 顏重光
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LDO 的種類
9 _: ]$ C( c2 [LDO 是新一代的集成電路穩壓器，它與三端穩壓器最大的不同點在於，LDO 是一個自耗很低的微型片上系統 (SoC)。LDO 按其靜態耗流來分，分為 OmniPower / MicroPower / NanoPower 三種產品。OmniPowerTM LDO的靜態電流在 100mA - 1mA，MicroPower LDO 的靜態電流在 10mA - 100mA，NanoPower LDO 的靜態電流小於 10mA，通常只有 1mA。OmniPower LDO 是一種靜態電流稍大但性能優於三端穩壓器的新型線性穩壓器，適用於使用 AC/DC 固定電源的所有電子、電器產品。因其需求量大，生產量大，而生產成本極低，價格十分便宜。MicroPower LDO 是一種微功耗的低壓差線性穩壓器，它具有極低的自有噪音和較高的電源紋波抑制 (PSRR)，具有快捷的使能控制功能，給它一個高或低的電平可使它進入工作狀態或睡眠狀態，具有最好的性能/功率比，適用於在需要低噪音的手機械和電器源中使用。NanoPower LDO 是一種毫微功耗的低壓差線性穩壓器，具有極低的靜態電流，穩壓十分精確，最適用於需要節電的手提電子、電器產品。$ ?9 M0 C/ ]4 a) y
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LDO 的結構
/ A* X, R3 u2 k+ fLDO 的結構是一個微型的片上系統，它由作電流主通道的、具有極低在線導通電阻 RDS(ON) 的 MOSFET、肖特基二極管、取樣電阻、分壓電阻、過流保護、過溫保護、精密基準源、差分放大器、延遲器、POK MOSFET 等專用晶體管電路在一個晶片上集成而成。POK (Power OK) 是新一代 LDO 都具備的輸出狀態自檢、延遲安全供電功能，也有稱之為 Power Good 即“電源好”。
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工作原理及效率
: p X, s3 _2 d9 `4 zLDO 的工作原理是通過負回饋調整輸出電流使輸出電壓保持不變。1 D3 w1 |% S8 s9 u
LDO 是一個步降型的 DC/DC 轉換器，因此 Vin > Vout，它的工作效率一般為 60% - 75%，靜態電流小的效率會好一些。( V$ \' v8 H! o m, J
& }, C8 n0 [- _& Q/ eLDO 選擇原則 K. U6 U N/ K% w0 N
當所設計的電路要求分路電源具有下列特點時：
- S9 ?2 l: X+ [* q" y9 [● 低噪音、高紋波抑制；7 N5 @$ C9 B5 o" N( U( f' e/ C
● 占用 PCB 板面積小 (如手機、手持電子產品)；
9 @* s2 X+ K% j- f0 q2 r4 Q( g6 F● 電路電源不允許使用電感器 (如手機)；6 s" I4 ^9 _6 G3 `* \0 S
● 電源需要具有瞬時校準和輸出狀態自檢功能；
, s& t9 b. y$ \( k● 要求穩壓器低壓降、自身低功耗；
0 K. ~+ \+ W! L1 u& l● 線路要求低成本和簡單方案；0 s, u# y$ Y* o' X5 U
此時，選用 LDO 是最確當、最實用、最方便、最經濟的。
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應用簡介2 D* |9 a1 f" o
LDO 的應用電路十分方便簡單，工作時僅需要二個作輸入、輸出電壓退耦降噪的陶瓷電容器。
* Z! {# B5 {+ @; iVin 和 Vout 的輸入和輸出濾波電容器，應當選用寬範圍的、低等效串聯電阻 (ESR)、低價陶瓷電容器，使 LDO 在零到滿負荷的全部量程範圍內穩壓效果穩定。7 P6 H7 R0 v) W; @* W
一些 LDO 有一個 Bypass 附加腳，由它連接一個小的電容器，可以進一步降低噪音。' \, o2 V% |8 A
電容器的選擇關係到設計產品的質量和成本，電容器的電容值、電介質材料類型、物理尺寸、等效串聯電阻 (ESR) 等這些重要參數都是設計工程師所要考慮的。在 LDO 使用電路的設計中，陶瓷電容器是最好的選擇，因為陶瓷電容器無極性和具有低的ESR，典型值 <100mW，電容器的 ESR 對輸出紋波有重大影響，而 ESR 受電容器的類型、容量、電介質材料和外殼尺寸影響，如常用的貼片電容器 X7R 電介質是最好的，但使用成本略高，X5R 電介質較好，性能/價格比適宜，而 Y5V 電介質較差，但成本較低。$ L1 `, p$ u5 l, d1 e) {3 o
LDO 在 PCB 板上的工藝走線十分重要，當工藝走線不良和靠近RF線時降噪性能會受影響。濾波電容器匯入地節點選擇不良時，由負載返回地的電流中，噪音和紋波都會增加。在通常的布線設計中常常遇到此類情況。如將此布線線路優化，則可在由負載返回地的電流中，噪音和紋波都降至最小。理想的 PCB 板布線設計是接地點盡可能的粗短和走捷徑，走線一定要考慮各個器件間的干擾和輻射，器件的合理排列可有利於有效地減少各個器件間的相互干擾和輻射。
& s- n2 N) m2 R: X2 ~新一代的 LDO 都是用 CMOS 工藝生產的，它和使用Bipolar工藝生產的 LDO 功能上沒有多大的區別，可是靜態電流、壓降、噪音和成本等的內在性能有很大的提高。
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* p8 a' X* N6 I0 YLDO的優點, w; n% n8 V* H3 n
美國研諾邏輯科技有限公司 (AATI) 利用 CMOS 技術生產性能優秀的 LDO，如適用於手機、手持通信產品的低噪音MicroPower LDO AAT3215/150mA、AAT3236/300mA，具有高性能快速功率開關功能的 AAT3218/150mA、AAT3238/300mA，具有 POK 功能的 AAT3216/150mA、AAT3237/300mA；適用於 PDA、eBook、DSC、手持電子產品的極低靜態電流 NanoPower LDO AAT3220/21/22/150mA，具有 POK 功能的 AAT3223/250mA。適用於 AC/DC 固定電源的 OmniPower LDO AAT3219/3200/3201/150mA。LDO 的封裝除了現有的 SOT23 的小封裝外，還有 AATI 獨創專利的寬體、J 腳 SC70JW 超小尺寸封裝，適用於表面貼裝，在 PCB 板上所占空間很小，SC70JW 封裝使晶片占空比達 42%，占用 PCB 面積僅 4.2 平方毫米，晶片抬起安裝可利用空氣受熱自然流動散熱和多 3 個腳接地可充分利用 PCB 板散熱。8 Q/ w. a$ v0 x9 U5 c1 T
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发表于 2013-3-4 16:10
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楼主
发表于 2013-3-6 09:41
