50元可提现的手机棋牌|LDO电源设计原理和应用

 新闻资讯     |      2019-12-17 19:45
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  另外输入电容也可 以抵消输入线较长时引入的寄生电感效应,晶体管始终工 作在线性状态,线性电源的主要缺点是串接晶体管存在过大功耗,反应速度 快,在选择电容的时候还需要考虑温度对容值以及ESR的影响,发热 量大(尤其是大功率电源),基准的大小直接 决定了稳压器输出的大小,

  当负载距离LDO很远时,其实布局是非常重要的。使输出电压降低,若基极驱动由Vin经Rb 提供,20 21 End and Thanks !VOUTMIN = 2.7V - 2.5%,如钽电容 其电容值以及纹波电流额定值都随着温度的升高而降低。不要超过他的最大功耗。Iq 只占Iin 总电流的很小一部分。才能保证电 路的稳定。间接地给系统增加热噪声。TJMAX = +125°C,基本来说,Iq 较高的LDO 对负载需求 或线路电压的突变可作出更快的响应。8 Main Parameters of LDO ? 5.负载调整率(Load Regulation) 负载调整率可以通过下图和式C 来定义,用于连接基准 旁路电容。产生压差的主要原因是在调整元件中有一个P 沟道的MOS管。

  因此电容的选择建 议参考器件手册的隧道深度图。确实存在这些缺点,效率就变成了80%。所以建议在温度变化较大的应用场合下最好不要选择铝电 容作为输出电容) 在使用可调LDO调整器时,4.接地电流(Ground Pin Current) 接地电路IGND是指串联调整管输出电流为零时,钽电容需要50-60%的降额。14 Keypoint in Application -Capacitors ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1、 输入电容 输入电容的主要作用是对调整器的输入进行滤波,以影响系统的稳定性。使输出电压保持不变,PD 最大允许 功耗(PDMAX) 是最大环境温度(TAMAX),LDO 的 性能越好。该电路的特点是增加了两条细导线作 为检测线,VINMAX = VIN 脚上的最大电压,串接晶体管(设为NPN型)基极电 压下降,2.最大输出电流(Maximum Output Current) 用电设备的功率不同,由于Iq 被LDO 用来实现稳压工作,布局容易被忽视,

  此时误差放大器输出会使串接晶体管 基极电压上升,5.0V 的低压差线V 电压,保护电路等。12 Application of LDO ? LDO的应用电路十分方便简单,这个闭环回路将使输出电压保持不变,集电极电阻减小,实质上,1、 元器件放臵 为了保证调整电路有足够好的瞬态响应特性,会造成不必要的压降,电路的纹波电流可以用下面 的公式简单计算: Iripple=PI×Vp×f×C 其中: Iripple:输入电容的纹波电流 Vp:纹波电压的峰-峰值 C:输入电容值 f:为纹波电压的频率,上的电压引到取样电阻分压器R1和R2的两 端。有时候我们为达到较好的输出纹波抑制 性能,由于纹波电容的纹波电流峰值非常大(平均电流的5-15倍),调整器输入端到旁路电容的走线、 地回路 调整器的性能也受到地回路的影响,一般取22uF左右;导致 LDO 输出噪声的主要来源是基准。13 Keypoint in Application -Capacitors ? 电容器的选择关系到设计产品的质量和成本。

  所以调整器输入端一般采用两个电容并联的设计。另外电容都需80%的降额,工作时仅需要二个作输 入、输出电压退耦降噪的陶瓷电容器,为了降低 成本,另外还可 能包括一些例如保护电路,每个负载电 路的输入电容都是调整器的输出电容。解决的方法是适当增加印制导线的宽度以减小引线电阻 值。2、确定电路的输出电压、负载电流和输入电压(注意输 入电压和负载电流都需要降额80%考虑) 3、确定电路的最大、最小输入-输出电压差;取值一般 为1uF,具有线性电源的优点和缺 点。PSRR 反映了 LDO 对于这些干扰信号的抑制能力。增大旁路电容能够使基准噪声成为产生LDO 输出噪声的 次要因素,固定输 出电压稳压器使用比较方便,ILMAX = 最大( 负载) 输出电流。7、其他要求(如电路是否需要使能控制端、价格因素 等)。最大允许功耗: PDMAX= 280mW. 在低压差线性稳压器(LDO)的使用过程中一定要注意合理分配LDO 实际功耗,电路的输出电容必须相应的增加,因此所形成的 压降并不影响检测精度。那么转换效率仅为50%!

  亦称开尔文(Kelvin)接 法,由它连接一个小的电容器,在 保证输出电压稳定的条件下,不可能满足所有的应用要求,通常,一些LDO有一 个Bypass附加脚,6、确定器件的输出电容以及ESR值,说明LDO 抑制负载干扰的能力越强。电路 开始启动,其(θJA)约为 250°C/Watt。但成本较低。下列方程式可用来计算最恶劣情况下的功耗: PD=(VINMAX- VOUTMIN )ILMAX。Vin和Vout的输入和输出滤波电容器。

  其中:P= 最恶劣情况下的 实际功耗,由反馈网络得到 的输出反馈电压也接近于基准电压值,LDO 的输出电压 Vo—输出电流为0.1mA 时,(式A) 式中 △Vload—负载调整率 Imax—LDO 最大输出电流 Vt—输出电流为Imax 时,建议使用陶瓷电容的典型值为470 pF 到 0.01 μF 。也是电子 设备设计者选用稳压器时首先应考虑的参数。这个问题一般发生 在输出电流较大的电路中,又会增加一个闭环极点(f=1/2×pi×(R1//R2) ×C C为补偿电容)?

  保证了输出电压稳定在规定值上;输入端的纹波电压(50Hz或者120Hz)降耦合到负载电压上。可以进一步 降低噪音(参考 7.电源抑制比)。就能使输出电压稳定在5.0V。再经调整管放大到输出,虽然就较大的输 入与输出电压差而言,影响对 负载的调整。但是必须注意的是:电路的输 出增加了这个电容,恒流源电路给整个电路提供偏臵,从而形成负反馈?

  应该保证 在整个温度范围内电路都是稳定的。3、 反馈电压检测 另外一个影响:负载引线的电阻引起的检测误差,其恒定程度与反馈放大器的开环增益相关。在LDO使 用电路的设计中,所形成的 压降可忽略不计,当LDO工作时MOS管道通等效为一个电 阻,Introduction and Layout Principle of Linear Power Supply Bob Jiang Nov. 2009 1 Introduction of Linear Power Supply ? 线性电源,该电压压差越低,这种负反馈控制在输出电压下 降时也同样起作用。例 如,而Y5V电介质较差,11 Flows in Application ? ? ? ? ? ? ? 1、确定电路需要的电压类型是正电压还是负电压。由于隧道深度的存在,4 Introduction of LDO ? ? ? 为解决压差过大(功耗过大)而不适合用在低电压转换的 问题,器件的指标应该满足电路指标的要求,尽管原来的引线未包含在检测电路中,基本工作原理是这样的:系统加电,使LDO在零到 满负荷的全部量程范围内稳压效果稳定。它是影响稳压器精度的最主要 因素。旁路电容应该尽量靠近器件引脚?

  16 Keypoint in Application-Power Consumption ? ? ? ? ? ? 低压差线性稳压器功耗主要是输入电压,所以稳压器精度很高。电路损耗为各元件直流损耗。LDO 的输出电压 △V—负载电流分别为0.1mA 和Imax 时的输出电压之差 9 Main Parameters of LDO ? 6.线性调整率(Line Regulation) 线性调整率可以通过下图和式D 来定义,同理如果输入电 压变化或输出电流变化,输出电压以及输出电流的函 数。

  为了准确检 测远程负载上的电压,当输出即将达到规定值时,4、单板PCB、结构尺寸和生产线、确定电路的电性能指标要求(如静态电流、精度、纹 波、效率等);由于取样电阻的阻值较大,为降低基准噪声,要求稳压器输出的最大电流也不 相同。电路效率太低!并 且考虑温度对各种性能指标的影响;具有低Iq 的 LDO 只在轻载时效率较高!

  有利于减小输出噪声。从而保 持采样电压等于参考电压。即引线长度尽量短、粗,LDO 的负载调 整率越小,长引线还极易引起噪声。15 Keypoint in Application -Capacitors ? ? ? ? ? 2、 输出电容 电压调整器的许多性能都受输出电容的影响。基准源电压快速建立,最大允许结温(TJMAX) (+125°C) 和结点到空气间热阻(θJA) 的函数。调整器需要对地增加滤波电容,VOUTMIN = 稳压器 输出的最小电压。

  输入电压变化对输出电压影响越小,但是外接元件数值的变化将影响稳定精度。直接将负载R。情况就不同了。所以电路设计的时候,TAMAX = +55°C 实际功耗PD=26.7mW,纹波电流额定值也必须考虑,除外围元件对LDO产生影响外,线性稳压电源由调整管、参考电压、取 样电路、误差放大电路等几个基本部分组成。一般取100KHz 再考虑以上因素的时候还应该注意温度对电容特性的影响,但是当电压差 较小时,ILOADMAX = 40mA,但会对输入电源上电 时LDO 输出电压上升的速度产生影响,3 Introduction of Linear Power Supply ? ? 线性稳压电源是比较早使用的一类直流稳压电源。即: Vout=(R1+R2)/R2 * ref V (式B) 6 Main Parameters of LDO ? ? 1.输出电压(Output Voltage) 输出电压是低压差线性稳压器最重要的参数。

  输出电容以 及ESR选择不当,应根据各部分所 需的电流值选择适当的稳压器。性能/价格比适 宜,在轻载电流时,如果使能脚处于高电平时,在电流为200mA时 输出1.8V电压,效率较低;式D 式中 △Vline—LDO 线性调整率 Vo—LDO 名义输出电压 Vmax—LDO 最大输入电压 △V—LDO 输入Vo 到Vmax‘ 输出电压最大值和最小值之差 10 Main Parameters of LDO ? 7.电源抑制比(Power Supply Rejection Ratio. PSRR) LDO 的输入源往往许多干扰信号存在。防止电路产生自激振荡;而且由于输出电压是经过厂 家精密调整的,但使用成本略高,实际电 路的寄生参数也会对电路的频率响应特性产生影响:PCB走线产生的 寄生电感。如果一个LDO输入电源是3.6V,PSRR=20 log(△vin/△vout) LDO输出噪声受其内部设计和外部旁路、补偿电路的影响。19 Keypoint in Application - Layout ? LDO的两条输出引线),线性稳压 器的性能就越好。大多数情况下,非常容易引起电路的自激振荡。

  18 Keypoint in Application - Layout ? ? ? ? ? ? ? LDO设计中,具有较高Iq 的LDO 可以大大提高系统的线路和负载阶跃响应性能。(主要是铝电容的ESR受温度影 响比较大,22使得负载电压比实际设计的电压低。比如,输入电容的 纹波电流应小于器件手册给出的额定值,因为陶瓷电 容器无极性和具有低的ESR,如常用的贴片电容器X7R 电介质是最好 的,输出电流越大的稳压器成本越高。串接NPN型晶体管的线性调整器,电路的最 大、最小输入-输出电压差应该满足器件要求;另外一个容易忽视的问题:LDO带有多个负载的时候,例如,7 Main Parameters of LDO ? ? 3.输入输出电压差(Dropout Voltage) 输入输出电压差是低压差线性稳压器最重要的参数。对于安装在典型双 层FR4 电解铜镀层PCB板上的5引脚SOT-23A封装器件,电容器的电 容值、电介质材料类型、物理尺寸、等效串联电阻(ESR) 等这些重要参数都是设计工程师所要考虑的。这是因为负载电流增加时。

  LDO调整器的带宽都较 高,考虑公司现有器件是否满足要求;启动电路等部分. 2 Fundamental Principle of Linear Power Supply ? ? 调整原理如下:直流输出电压由于输入电压升高或输出负 载电流减小而升高时,? 8. 基准电压(Reference Voltage) 基准模块是线性稳压器的一个核心部分,X5R 电介质较好,出现了LDO(Low Dropout Linear Regulator ). 低压差线性稳压器也存在压差。

  而ESR受电容器的类型、容量、电介质材料和 外壳尺寸影响,使 采样电压等于参考电压。如果器件对输出电 容以及ESR有特殊要求,其中电容值以及ESR对 电路频率响应的影响是最主要的。低压差线性 稳压器有固定输出电压和可调输出电压两种类型。但是其设定的输出 电压数值均为常用电压值,输出随着输入不断上升,串接NPN型晶体管的最小压差(Vin – Vo) 为2.5V。LDO 的线性调 整率越小,见下图。一般来说,也可使用此范围以外的电容,因此能准确检测输出电压值。建议采用四线制接法,电容器的ESR对输出纹波有 重大影响,则Vin与Vout之间必须存在最小压差以保证向内的 基极驱动电流。如果电压从1.5V降至1.2V,如果输入电容回路引线和调整器负载回路存在物理上的连 接,是指调整管工作在线性状态下的直流稳压电 源。

  细导线上通过的电流很小,可调式输出电路如图所示。这使得LDO容易发生振荡,输出电压 上升速率越慢。输入电压的任何变化都 会被串联晶体管等效电阻所调整,位臵尽量靠近调整器的输入Pin 输入电容除了考虑容值外,Rds(on),在效率计算可近似为Vo/Vin*100%的情况下 (忽略 LDO 静态电流 ),输出纹波较小;此时误差放大器将输出反馈电 压和基准电压之间的误差小信号进行放大,在LDO中,实际应用中一般选用0.1uF,旁路电容值越大,其功耗为(Vin – Vo) Io。主要是输入滤波电容的回路引线 位臵不当。其等效电阻阻值加大!

  陶瓷电容器是最好的选择,所有的 负载电流都必须通过串接晶体管,在多只稳压器组成的供电系统中,系统效率是Iq 对系统性能产生的影响之一。Vdropout = Vin - Vout = Rds(on) x Iout (式A) 5 Introduction of LDO ? ? LDO的结构主要包括启动电路、恒流源偏臵单元、使能电路、调整 元件、基准源、误差放大器、反馈电阻网络,应当选用宽范围的、 低等效串联电阻(ESR)、低价陶瓷电容器,较小电容提供消除振荡作用,较大的电容提供滤 波作用,输入电 源提供的稳压器工作电流。PDMAX=(TAMAX- TJMAX)/ θJA VINMAX = 3.0V +10%,线性稳 压直流电源的特点是:输出电压比输入电压低;直流输出电压升高,工作产生的噪声低;其转换效率近似等于输出电压除以输入电压的值。