電源之LDO-8.LDO選型與計(jì)算

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主要內(nèi)容包括：

LDO在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該如何選取?輸入輸出電容如何選取?熱性能如何估算?負(fù)載應(yīng)該多大?

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一、明確需求并選型

1. 輸出電壓

個(gè)人公眾號(hào)：硬件之路學(xué)習(xí)筆記

根據(jù)電路需求明確LDO的輸出電壓大小，如果后級(jí)電路容納電壓范圍較大，應(yīng)當(dāng)盡量選擇常見(jiàn)電壓，如3.3V、2.5V等。因?yàn)檫@樣的電壓等級(jí)可以選擇固定輸出電壓的LDO，輸出電壓更加準(zhǔn)確且不需要外部反饋電阻。

2. 輸出電流

根據(jù)后級(jí)電路需求明確LDO的輸出電流能力，并在預(yù)估的最大電流基礎(chǔ)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(duì)提高LDO的熱性能以及噪聲抑制能力有利。

3. 異常保護(hù)能力

根據(jù)項(xiàng)目情況確定是否需要多大的過(guò)流保護(hù)能力，防止短路時(shí)燒壞后級(jí)電路;同時(shí)還有熱關(guān)斷等能力也是需要考慮的項(xiàng)。

4. 精度

根據(jù)后級(jí)電路需求明確LDO的精度，包括整個(gè)工作溫度范圍與整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)的精度。

5. 外置使能

根據(jù)項(xiàng)目情況確定是否需要使能控制LDO工作與否。

6. 軟起動(dòng)

根據(jù)項(xiàng)目情況確定是否需要軟起動(dòng)功能的LDO。

7. 壓降

根據(jù)前后電路確定LDO的壓降大小，并根據(jù)LDO數(shù)據(jù)手冊(cè)的相關(guān)信息選型。

我們假設(shè)我們需要一款負(fù)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(kāi)關(guān)引腳，由3.3V單片機(jī)高低電平控制;擁有軟起動(dòng)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(hào)為：TI的TPS7A91，其精度在整個(gè)溫度范圍與負(fù)載范圍內(nèi)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(duì)其性能進(jìn)行具體分析并繪制其外圍電路。

二、外圍電路與參數(shù)計(jì)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(fù)載電流最大800mA;則最大功率為1*0.8=0.8W;

查看數(shù)據(jù)手冊(cè)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(nèi)核溫度為：45.52+50=95.52℃，未超過(guò)其最大內(nèi)核溫度125℃，滿足要求。

2. 壓降

其數(shù)據(jù)手冊(cè)壓降與負(fù)載電流、輸入電壓關(guān)系如下圖：可以看出其在5V輸入負(fù)載800mA、工作溫度50℃下的壓降不會(huì)超過(guò)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(jī)IO口控制LDO的開(kāi)啟、關(guān)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(dòng)

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(shí)獲得軟啟動(dòng)功能。根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)，1uF電容可以獲得6ms的啟動(dòng)延時(shí)。

5. 輸出異常指示

PG引腳為輸出狀態(tài)指示引腳，開(kāi)漏輸出，接10k~100k上拉電阻到輸出腳。

6. 反饋電阻計(jì)算與選取

推薦電阻配比如下表，表中沒(méi)有我們需要的4V輸出的推薦電阻，因此我們需要自己計(jì)算，數(shù)據(jù)手冊(cè)可以獲得VFB=0.8V，假設(shè)下電阻R2取10kΩ-1%，上電阻為R1，則Vout/(R1+R2)=VF/R2 計(jì)算得出R1=40kΩ，根據(jù)E96-1%電阻阻值表取40.2kΩ，取40.2kΩ時(shí)實(shí)際輸出電壓為4.016V(電阻精度引起的誤差后續(xù)再寫(xiě)文章具體分析)。

7. 原理圖繪制 個(gè)人公眾號(hào)：硬件之路學(xué)習(xí)筆記

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本片為L(zhǎng)DO選型與外圍電路計(jì)算與處理，下篇為L(zhǎng)DO的PCB繪制。

審核編輯：湯梓紅