工程師忽略了LDO的“QC”參數(shù)，有何影響？

某公司自主研發(fā)的智能水表剛上市半年，隨后此產(chǎn)品陸續(xù)接到用戶投訴沒電的情況，公司售后不得不花大量人力到用戶現(xiàn)場(chǎng)更換電池，處理異常，導(dǎo)致公司損失慘重。但是該產(chǎn)品說明書中標(biāo)稱電池可以工作三年，為何半年左右電池就耗盡? 最終發(fā)現(xiàn)問題就出在選用的電源芯片上。粗心的工程師忽略了LDO的“QC”參數(shù)--“Quiescent Current--靜態(tài)電流”，在關(guān)閉功能電路后，仍有電流消耗在電源芯片上，電池很快耗盡。

電源電路是產(chǎn)品的核心，不管是開關(guān)電源芯片，還是線性穩(wěn)壓LDO，芯片除了向外部供電外，自身也要消耗電流，芯片手冊(cè)中一般會(huì)使用“Quiescent Current--靜態(tài)電流”或者“Ground Pin Current--對(duì)地電流”來表示芯片的損耗，范圍在幾微安到幾十毫安不等，此參數(shù)也是LDO電源芯片性能的反映。

接下來我們對(duì)上述的實(shí)際案例進(jìn)行詳細(xì)分析，讓大家了解“Quiescent Current--靜態(tài)電流”或者“Ground Pin Current--對(duì)地電流”參數(shù)的重要性：

上述公司研發(fā)的智能水表屬于低功耗產(chǎn)品，低功耗產(chǎn)品對(duì)每一個(gè)電路的功耗都有嚴(yán)格的要求，上述產(chǎn)品讀卡電路的功耗就是問題點(diǎn)所在，正常情況下讀卡模塊電路工作時(shí)電流不會(huì)超過15uA，但是實(shí)際電路測(cè)試到的電流居然達(dá)到了70uA，整整超出了55 uA，功耗嚴(yán)重超標(biāo)。

通過查閱LDO手冊(cè)和反復(fù)測(cè)試驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)超出的電流值就是LDO電源芯片自身的損耗值，如表1所示，工程師所用的LDO電源芯片手冊(cè)中對(duì)“Ground Pin Current--對(duì)地電流”參數(shù)描述是這樣的，沒有負(fù)載電流的情況下，LDO自身?yè)p耗最大就能達(dá)到75uA，如果負(fù)載電流達(dá)到500mA情況下，LDO自身?yè)p耗典型值是85uA，由此可見讀卡模塊電路的最大功耗源頭就是LDO，解決方法尋找一個(gè)封裝兼容，管腳兼容并且靜態(tài)電流小的LDO型號(hào)。

表1 LDO電源芯片參數(shù)

通過上述的分析，相信大家會(huì)對(duì)“Quiescent Current--靜態(tài)電流”或者“Ground Pin Current--對(duì)地電流”這個(gè)參數(shù)有一定的了解，不過我們還需要考慮一個(gè)問題，為什么工程師設(shè)計(jì)電路時(shí)會(huì)忽略此類參數(shù)呢，如果在研發(fā)時(shí)就發(fā)現(xiàn)并解決這個(gè)問題，公司的損失會(huì)更小。

之所以有些工程師會(huì)忽略LDO靜態(tài)電流，很大可能是因?yàn)樗麄兤匠Ｑ邪l(fā)時(shí)考慮更多的是輸入輸出電壓、輸出電流等參數(shù)，忽略了LDO芯片自身的損耗，自然就對(duì)此參數(shù)了解不多，還有普通產(chǎn)品研發(fā)時(shí)對(duì)電源電路沒有特別嚴(yán)格的功耗要求，基本上使用電源模塊或者適配器，平常使用的LDO電源芯片靜態(tài)電流一般都是mA級(jí)，比如最常用LDO芯片-1117系列，如表2所示，LDO的“Quiescent Current--靜態(tài)電流”最大值是10mA，基本和7805是同一個(gè)水平，屬于損耗較大的類型，但是這樣的LDO靜態(tài)電流值和產(chǎn)品整體功耗對(duì)比顯得還是較小，所以這也是工程師不會(huì)太在意這個(gè)參數(shù)的原因。

表2 1117系列LDO芯片參數(shù)

從實(shí)例中還可知低功耗產(chǎn)品對(duì)電路功耗要求的嚴(yán)格程度，有些模塊電路功耗被規(guī)定在uA級(jí)上，因?yàn)槿绻δ茈娐饭倪^高，也會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品達(dá)不到功耗標(biāo)準(zhǔn)，而且電池供電產(chǎn)品就容易出現(xiàn)電量不足的情況，畢竟電池的容量是有限的，頻繁的更換電池或充電必然會(huì)帶來很差的用戶體驗(yàn)，甚至存在一定安全問題。

綜上所述，如果低功耗產(chǎn)品在LDO電源芯片的選型時(shí)忽略“QC”靜態(tài)電流的存在，產(chǎn)品的性能就會(huì)收到影響，事物是相對(duì)的，為了產(chǎn)品的性能我們需要更低靜態(tài)電流的LDO芯片，而靜態(tài)電流越小對(duì)芯片制造商的工藝挑戰(zhàn)就越大，相應(yīng)的制造成本也會(huì)上漲，所以工程師選型時(shí)需要綜合考慮芯片性能和成本問題。

給大家推薦一款安森美制造的極低靜態(tài)電流的LDO – NCP551，其參數(shù)如表3所示，它具有輸入電壓范圍0-20V，輸出電流最大能到150mA等性能，是低功耗產(chǎn)品電源芯片的不錯(cuò)選擇。為了給工程師更多的選擇，如表4所示，表格中是安森美公司制造的低靜態(tài)電流LDO芯片選型表。

表3 NCP551芯片參數(shù)

表4 低靜態(tài)電流LDO芯片選型表

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