如何為便攜產(chǎn)品選擇合適的LDO

　　接地電流或靜態(tài)電流 （IGND 或 IQ）、電源波紋抑止比 （PSRR）、噪聲與封裝大小通常是為便攜式應(yīng)用決定最佳LDO選擇的要素。在選擇低壓降線性調(diào)節(jié)器（LDO） 時，需要考慮的基本問題包括輸入電壓范圍、預(yù)期輸出電壓、負載電流范圍以及其封裝的功耗能力。但是，便攜式應(yīng)用需要考慮更多問題。

　　輸入、輸出以及降低電壓

　　選擇輸入電壓范圍可以適應(yīng)電源的LDO。下表列出了便攜式設(shè)備所采用的、流行的電池化學(xué)物質(zhì)的電壓范圍。

　　在確定 LDO 是否能夠提供預(yù)期輸出電壓時，需要考慮其壓降。輸入電壓必須大于預(yù)期輸出電壓與特定壓降之和，即 VIN 》 VOUT + VDROPOUT。如果 VIN 降低至必需的電壓以下，則我們說 LDO 出現(xiàn)“壓降”，輸出等于輸入減去旁路元件 （pass element） 的 RDS（on） 乘以負載電流。

　　需要注意壓降時的性能變化。驅(qū)動旁路晶體管的誤差放大器完全打開或者出于“待發(fā)狀態(tài)”（cocked），因此不產(chǎn)生任何環(huán)路增益。這意味著線路與負載調(diào)節(jié)很差。另外，PSRR 在壓降時也會顯著降低。

　　選用可提供預(yù)期輸出電壓的 LOD 作為節(jié)省外部電阻分壓器成本與空間的固定選項，外部電阻分壓器一般用于設(shè)置可調(diào)器件的輸出電壓。利用可調(diào) LDO 可以設(shè)置輸出，以提供內(nèi)部參考電壓，其一般為 1.2V 左右，只需把輸出連接到反饋引腳。請與廠商確認是否具備該功能。

　　負載電流要求

　　通考慮負載需要的電流量并據(jù)此選擇 LDO。請注意：額定電流為比如 150mA 的 LDO 可能會在短時間內(nèi)提供高出很多的電流。請查驗最低輸出電流限值規(guī)范，或者咨詢有關(guān)廠商。

　　電池電壓

　　封裝與功耗

　　便攜式應(yīng)用本質(zhì)存在空間限制，因此解決方案的大小至關(guān)重要。裸片可以最小化尺寸但是缺乏封裝的諸多優(yōu)勢，如：保護、行業(yè)標準以及能夠被現(xiàn)有裝配架構(gòu)輕松采用等特性。芯片級封裝 （CSP） 能在提供裸片的尺寸優(yōu)勢的同時還可以帶來封裝的許多優(yōu)勢。

　　在無線手持終端市場需求的推動下，CSP產(chǎn)品正不斷推陳出新。例如，采用0.84 x 1.348-mm CSP的德州儀器 （TI） 200mA RF LDO，其采用可實現(xiàn)輕松裝配以及高板級可靠性的技術(shù)。

　　與SOT-23和SC-70封裝相比，采用芯片級封裝的LDO同時具備裸片尺寸優(yōu)勢與封裝優(yōu)勢

　　其他小型封裝包括流行的3x3mm SOT-23、小型2.13x2.3mm SC-70以及亞1毫米高度封裝 （sub-1-mm-height package）、ThinSOT及無引線四方扁平封裝 （QFN）。由于在下側(cè)采用了能夠在器件與PC板之間建立高效散熱接觸的散熱墊，QFN 因而可提供更好的散熱特性。

　　請注意不要超過封裝的最大功耗額定值。功耗可以采用PDISSIPATION = （VIN-VOUT）/（IOUT + IQ） 進行計算。一般來說，封裝尺寸越小，功耗越小。但是QFN封裝可以提供極佳的散熱性能，這種性能完全可與尺寸是其1.5～2倍的眾多封裝相媲美。

　　LDO拓撲與IQ

　　為了最大化電池的運行時間，需要選擇相對于負載電流來說靜態(tài)電流IQ較低的LDO。例如，考慮到IQ 只增加0.02％的微不足道的電池消耗，在100mA負載情況下，一般采用200μA的IQ比較合理。

　　另外，還需要注意的是，由于電池放電特性，某些情況下壓降會對電池壽命產(chǎn)生決定性影響。由于堿性電池放電速度較慢，其電源電壓在壓降情況下可以提供比NiMH電池更多的容量。必須在 IQ 和壓降之間仔細權(quán)衡，以便在電池壽命期間獲得最大的容量，因此，較低的IQ并不能始終保證長電池壽命。

　　需要注意IQ 在雙極拓撲中的表現(xiàn)。IQ 不但隨負載電流變化很大，而且在壓降情況下會有所增加。

　　另外，需要注意在數(shù)據(jù)表中對IQ 是如何規(guī)定的。某些器件是在室溫條件下規(guī)定的，或者只提供顯示IQ與溫度關(guān)系的典型曲線。盡管這些情況有用，但是并不能保證最大的靜態(tài)電流。如果IQ 比較重要，則需要選擇在所有負載、溫度和工藝變量情況下都能保證IQ 的器件，并且需要選擇MOS類旁路器件。

　　輸出電容器

　　典型LDO應(yīng)用需要增加外部輸入和輸出電容器。選擇對電容器穩(wěn)定性方面沒有要求的LDO，可以降低尺寸與成本，另外還可以完全消除這些元件。請注意，利用較低ESR的大電容器一般可以全面提高PSRR、噪聲以及瞬態(tài)性能。

　　陶瓷電容器通常是首選，因為它們價格低而且故障模式是斷路，相比之下鉭電容器比較昂貴且其故障模式是短路。請注意，輸出電容器的等效串聯(lián)電阻 （ESR） 會影響其穩(wěn)定性，陶瓷電容器具有較低的ESR，大概為10豪歐量級，而鉭電容器ESR在100豪歐量級。另外，許多鉭電容器的ESR隨溫度變化很大，會對LDO性能產(chǎn)生不利影響。如果溫度變化不大，而且電容器和接地之間串聯(lián)適當?shù)碾娮瑁ㄒ话?00m），可以取代陶瓷電容器而使用鉭電容器。需要咨詢LDO廠商以確保正確的實施。

　　RF與音頻應(yīng)用

　　最后，考慮便攜式應(yīng)用中所采用的、專用電路的功率要求。

　　RF電路（包括LNA（低噪聲放大器）、升壓/降壓轉(zhuǎn)換器、混頻器、PLL、VCO、IF放大器和功率放大器），需要采用具有低噪聲和高PSRR的LDO。在設(shè)計現(xiàn)代收發(fā)系統(tǒng)時應(yīng)非常小心，以保證低噪聲和高線性。

　　電源噪聲會增加VCO的相位噪聲，而且會進入接收或發(fā)送放大器。在W-CDMA等流行手機技術(shù)對頻譜再生和鄰道功率提出嚴格要求的情況下，進入放大器的基/柵或收集器/漏極電源的極少量電源噪聲就會產(chǎn)生鄰道噪聲或假信號。

　　為了滿足手機、MP3、游戲以及多媒體PDA應(yīng)用等便攜式設(shè)備中的音頻需求，可能需要300～500mA的LDO。而且，為了獲得良好的音頻質(zhì)量，這種LDO在音頻頻率（20Hz~20kHz）時應(yīng)該是低噪聲并可提供高PSRR。

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