Durante el diseño electrónico, siempre necesitamos diferentes voltajes de CC para que el circuito funcione. El más utilizado es el uso de chips reguladores de voltaje LDO para lograr la salida de diferentes voltajes de CC. Por lo tanto, cómo elegir un LDO adecuado es particularmente importante. Muchos ingenieros durante la selección de progreso, que sólo seleccionan sobre la base de los dos indicadores de tensión de salida y la corriente, pero haciendo caso omiso de varios otros indicadores técnicos clave, lo que resulta en la LDO seleccionado no es la mejor opción. Conozcamos el principio de funcionamiento de los LDO y varios indicadores técnicos importantes.
Principio Introducción
LDO, como se conoce como regulador de baja caída, pertenece a la fuente de alimentación lineal. La aplicación requiere relativamente pocos componentes externos. La mayoría de los modelos de LDO sólo necesitan conectar un condensador de filtro en el extremo de entrada y el extremo de salida. Como se muestra a continuación：
Su estructura interna se muestra en la siguiente figura：
El proceso de trabajo principal del LDO consiste en dividir la tensión de salida a través de una resistencia divisora de tensión, compararla con la tensión de referencia de la base y ajustar la caída de tensión de conducción del tubo PMOS a través de la salida del amplificador óptico para realizar la estabilización dinámica de la tensión de salida.
Parámetros de selección
- Tensión de entrada
La tensión de entrada se refiere al rango de tensión de funcionamiento que se puede introducir en el terminal de entrada. Si la tensión de entrada es de 5V, al seleccionar, debemos elegir un LDO con una tensión soportada de unos 10V. Generalmente, se recomienda que el rango de tensión de entrada sea más del doble de la tensión de entrada normal.
- Vout
La tensión de salida es el parámetro más importante de un LDO, y también es el primer parámetro que los diseñadores de equipos electrónicos deben tener en cuenta a la hora de seleccionar un regulador de tensión. Los LDO están disponibles en voltaje de salida fijo y en voltaje de salida ajustable. Los reguladores de tensión de salida fija son más fáciles de usar, y como la tensión de salida la ajusta con precisión el fabricante, el regulador tiene una gran precisión. Sin embargo, los valores de tensión de salida ajustados por él son valores de tensión comunes, que no pueden satisfacer todos los requisitos de aplicación. La precisión de salida del LDO de salida ajustable se ve afectada por la precisión de los componentes externos y los cambios de temperatura.
- Corriente máxima
Es el valor máximo de corriente de salida del terminal de salida. Aquí deben tenerse en cuenta las corrientes media y de pico durante el funcionamiento normal. Depende principalmente de si el LDO puede proporcionar la corriente de pico requerida en poco tiempo.
- Pd
LDO Fórmula simple para la potencia disipada PD=（Vin-Vout）*Iout，Supongamos que la tensión de entrada Vin=12V，La tensión de salida Vout=3,6V，Corriente de salida Iout=180mA ,entonces LDO Potencia disipada PD=1,512W，Todo este consumo de energía es a través de la pérdida de calor, por lo que no se recomienda para LDO ser utilizado en escenarios donde la diferencia de tensión de entrada y salida es demasiado grande y la corriente de salida es grande.
Si realmente necesitamos utilizarlo, tenemos que considerar cuánto consumo de energía puede soportar el chip LDO. Para más detalles, consulta los datos que se facilitan en el manual del chip.
Tomemos como ejemplo el SSP7903. La siguiente figura muestra la disipación de potencia máxima de diferentes paquetes. Esta disipación de potencia máxima es el consumo de potencia térmica máximo que puede soportar el chip. Si lo supera, se quemará. Al mismo tiempo, recomendamos no utilizarlo durante mucho tiempo al valor límite máximo.
| Potencia disipada PD | SOT89 1000 SOT223 1500 TO252 1800 | mW |
El encapsulado típico de arriba disipa potencia, así que elegiremos el encapsulado inferior TO 252. Debe haber un margen a la hora de diseñar. Puede aumentar la almohadilla de disipación de calor o añadir un disipador de calor para alcanzar la temperatura y aumentar la potencia, para no quemar el chip LDO.
- Tensión de desconexión
Vdrop=Vin-Vout，Definida como la diferencia entre la tensión de entrada y la tensión de salida。LDO tiene diferentes diferencias de tensión bajo diferentes corrientes de carga. La figura siguiente es la curva de relación entre la corriente de salida y la diferencia de tensión. Se puede observar que cuanto menor es la corriente de salida, menor es la diferencia de tensión. Cuanto menor sea la tensión de entrada, menor será la potencia disipada, mejorando la eficiencia. Si durante la aplicación real, la diferencia de tensión entre la tensión de entrada y la tensión de salida es muy pequeña, pero se necesita una cierta corriente (100mA) de salida, entonces se debe seleccionar un LDO adecuado para garantizar una salida normal.
Por ejemplo, la diferencia de tensión de un 78L05 es de unos 2 V, mientras que la diferencia de tensión del H7550-H es sólo de unos 600 mV. Por supuesto, sólo eligiendo el H7550-H se puede garantizar que la salida sea normal. Al mismo tiempo, la disipación de energía del chip será mucho menor, y el rendimiento será mejor.
- Iq
Iq=Iin-Iout，Se define como la corriente necesaria para alimentar el circuito interno del LDO cuando la corriente de carga externa es 0. El Iq de la mayoría de los LDO de estructura MOS es muy pequeño, lo que constituye un indicador importante para medir el consumo propio del LDO en condiciones de baja carga. Cuanto menor sea el Iq, mejor.
- Respuesta transitoria de carga
Representa el cambio máximo en la tensión de salida provocado por cambios bruscos en la corriente de carga. Es una función de la capacitancia de salida, su resistencia en serie equivalente y la capacitancia de bypass. La función del condensador de salida es mejorar la capacidad de respuesta transitoria de la carga y también sirve como bypass de alta frecuencia.
- Encendido
Se refiere al fenómeno de que cuando se aplica una determinada carga en el momento del encendido, la tensión en el terminal de salida supera el rango de precisión. Este es también un punto que mucha gente ignora. Si el valor de rebasamiento es grande, puede afectar o incluso dañar los componentes del circuito subsiguiente, provocando fallos en la placa de circuito.
Este es un chip LDO comprado en cierto sitio web. La tensión de entrada es de 7V, la carga es de 10mA, y la tensión de salida es de 5V. La forma de onda de encendido y la forma de onda de conmutación de tensión son las siguientes:
Forma de onda instantánea de encendido Forma de onda de conmutación de tensión (conmutación de 7 V a 10 V)
El valor máximo en el momento en que se enciende el chip alcanza los 6,816V, con una duración de 263ms, superando los 36%. Cuando el voltaje es conmutado, el valor máximo alcanza 6.225V, durando 1ms, excediendo más de 24%. Para esos microcontroladores de 5V es un gran daño, que causará daño al chip subsiguiente con una alta probabilidad.
El SSP7903 ha utilizado antes tiene una tensión de entrada de 5,6V, una carga de 10mA, y una salida de 3,6V. No hay sobreimpulso durante el encendido y la conmutación de tensión.。
Forma de onda instantánea de encendido Forma de onda de conmutación de tensión (conmutación de 5,6 V a 15 V)
- PRatio de rechazo de la alimentación（PSRR）
La relación de rechazo de ondulación de la fuente de alimentación es la relación entre la fluctuación de ruido de la tensión de entrada (ondulación) y la fluctuación de ruido de la tensión de salida (ondulación), comúnmente expresada en decibelios (dB)，
La fórmula es 
Definido como la capacidad del LDO para suprimir el ruido en Vin.
Cuanto mayor sea el valor de PSRR, mejor será la capacidad de supresión del rizado.
- Ruido
A diferencia de la PSRR, el ruido se refiere a la señal de ruido generada por el propio LDO. Un chip regulador de tensión LDO de bajo ruido puede reducir eficazmente el ruido adicional generado por el LDO. La tensión de salida es más pura. El valor calculado del ruido es generalmente el valor efectivo (rms). , también se puede utilizar pico a pico para analizarlo.
- Eficiencia de producción
，Como Iq es muy pequeño, se puede ignorar en los cálculos reales.
De la fórmula se deduce que cuanto mayor es la diferencia de tensión entre Vin y Vout, menor es la eficiencia del LDO, mayor es la potencia que consume y mayor es el calor que genera.
- Regulación de la carga
Se refiere al cambio en la tensión de salida bajo un cambio de carga determinado, donde el cambio de carga suele ser de vacío a plena carga. Cuanto menor sea la tasa de regulación de carga, mejor.
- Regulación de líneas
Se refiere al impacto de los cambios de entrada en la salida, es decir, la relación entre el cambio de tensión de salida y el cambio de tensión de entrada bajo una determinada carga. Cuanto menor sea la tasa de ajuste lineal, mejor.
Referencia del circuito de aplicación típica del chip regulador de tensión LDO
- circuito para aumentar la tensión de salida
- circuito de regulación de corriente constante
- Circuito de salida de doble potencia
Los siguientes son LDO de uso frecuente :
| Número de modelo | Entrada tensión（V） | Output tensión（V） | Corriente de reposo μA | Corriente de salida máxima（mA） |
| SSP9193 | 5.5 | 1.2V~5.0 | 20 | 400 |
| SSP7935 | 35 | 2.5V~5.0 | 1.6 | 200 |
| SSP7903 | 40 | 3V~12.0 | 1.6 | 1000 |
| H75XX-H | 45 | 2.5V~5.0 | 2.5 | 100 |
| SSP7985 | 80 | 2.5V~5.0 | 2 | 150 |
Perfil de la empresa：Siproin Microelectronics Co., Ltd. es una empresa profesional "fabless" dedicada a. circuito integrado desarrollo y suministro de soluciones a nivel de sistema. Entre los principales productos de la empresa se encuentra la memoria magnética STT-MRAM, gestión de la energía, comunicaciones IoT, controladores dedicados, medición industrial y microordenador de chip único (MCU). /DSP) y las soluciones correspondientes, sitio web oficial: http://www.siproin.com
