Referensi aplikasi pemilihan untuk chip regulator tegangan LDO

Selama desain elektronik, kita selalu memerlukan tegangan DC yang berbeda untuk menyediakan kerja rangkaian. Yang paling umum digunakan adalah menggunakan chip regulator tegangan LDO untuk mencapai output tegangan DC yang berbeda. Jadi, cara memilih LDO yang sesuai sangatlah penting. Banyak insinyur selama memilih kemajuan, mereka hanya memilih berdasarkan dua indikator tegangan dan arus keluaran, tetapi mengabaikan beberapa indikator teknis utama lainnya, sehingga LDO yang dipilih bukanlah pilihan terbaik. Mari kita pelajari tentang prinsip kerja LDO dan beberapa indikator teknis penting.

Prinsip IPendahuluan

LDO, yang dikenal sebagai Regulator Putus Rendah, termasuk dalam catu daya linier. Aplikasi ini membutuhkan komponen eksternal yang relatif sedikit. Sebagian besar model LDO hanya perlu menghubungkan kapasitor filter di ujung input dan ujung output. Seperti yang ditunjukkan di bawah ini:.

Struktur internalnya ditunjukkan pada gambar di bawah ini:: Struktur internal ditunjukkan pada gambar di bawah ini

Dari diagram skematik kita dapat mengetahui LDO terutama terdiri dari PMOS, penguat kesalahan, resistor umpan balik, dan tegangan referensi dasar. proses kerja utama LDO adalah membagi tegangan keluaran melalui resistor pembagi tegangan, membandingkannya dengan tegangan referensi dasar, dan menyesuaikan penurunan tegangan konduksi tabung PMOS melalui keluaran op amp untuk melakukan stabilisasi tegangan keluaran dinamis.

Parameter pemilihan

• Tegangan Input

Tegangan input mengacu ke kisaran tegangan operasi yang dapat dimasukkan pada terminal input. Jika tegangan input adalah 5V, maka ketika memilih, kita harus memilih LDO dengan tegangan tahan sekitar 10V. Umumnya, rentang tegangan input direkomendasikan lebih dari dua kali tegangan input normal.

• Vout

Tegangan output adalah parameter terpenting dari LDO, dan juga merupakan parameter pertama yang harus dipertimbangkan oleh perancang peralatan elektronik ketika memilih regulator tegangan. LDO tersedia dalam jenis tegangan output tetap dan tegangan output yang dapat disesuaikan. Regulator tegangan output tetap lebih mudah digunakan, dan karena tegangan output disesuaikan secara tepat oleh produsen, regulator memiliki akurasi yang tinggi. Namun, nilai tegangan output yang ditetapkan olehnya adalah nilai tegangan umum, yang tidak dapat memenuhi semua persyaratan aplikasi. Akurasi output dari LDO output yang dapat disesuaikan dipengaruhi oleh akurasi komponen eksternal dan perubahan suhu.

• Arus Maks

Ini adalah nilai arus output maksimum dari terminal output. Arus rata-rata dan arus puncak selama operasi normal harus dipertimbangkan di sini. Hal ini terutama tergantung pada apakah LDO dapat memberikan arus puncak yang diperlukan dalam waktu singkat.

• Pd

LDO Rumus sederhana untuk daya yang dihamburkan PD = （Vin-Vout） * Iout ， Asumsikan tegangan input Vin = 12V ， Tegangan output Vout = 3.6V ， Arus output Iout = 180mA, maka LDO Daya yang dihamburkan PD = 1.512W ， Semua konsumsi daya ini melalui kehilangan panas, jadi tidak disarankan bagi LDO untuk digunakan dalam skenario di mana perbedaan tegangan input dan output terlalu besar dan arus output besar.

Jika kita benar-benar perlu menggunakannya, kita harus mempertimbangkan berapa banyak konsumsi daya yang dapat ditahan oleh chip LDO. Untuk detailnya, silakan merujuk ke data yang disediakan dalam manual chip.

Mari kita ambil SSP7903 sebagai contoh. Gambar di bawah ini menunjukkan disipasi daya maksimum dari paket yang berbeda. Disipasi daya maksimum ini adalah konsumsi daya termal maksimum yang dapat ditahan oleh chip. Jika melebihi itu, maka akan terbakar. Pada saat yang sama, kami menyarankan untuk tidak menggunakannya dalam waktu lama pada nilai batas maksimum.

Paket tipikal di atas membuang daya, jadi kami akan memilih paket TO 252 yang paling bawah. Harus ada margin saat mendesain. Anda dapat meningkatkan bantalan pembuangan panas atau menambahkan heat sink untuk mencapai suhu dan meningkatkan daya, agar tidak membakar chip LDO.

• Tegangan Putus Sekolah

Vdrop = Vin-Vout ， Didefinisikan sebagai perbedaan antara tegangan input dan tegangan output。 LDO memiliki perbedaan tegangan yang berbeda di bawah arus beban yang berbeda. Gambar di bawah ini adalah kurva hubungan antara arus keluaran dan perbedaan tegangan. Dapat dilihat bahwa semakin kecil arus keluaran, semakin kecil perbedaan tegangan. Semakin rendah tegangan input, semakin rendah disipasi daya, meningkatkan efisiensi. Jika selama aplikasi aktual, perbedaan tegangan antara tegangan input dan tegangan output sangat kecil, tetapi arus tertentu (100mA) perlu dikeluarkan, maka LDO yang sesuai harus dipilih untuk memastikan output normal.

Sebagai contoh, perbedaan tegangan 78L05 adalah sekitar 2V, sedangkan perbedaan tegangan H7550-H hanya sekitar 600mV. Tentu saja, hanya dengan memilih H7550-H, outputnya dijamin normal. Pada saat yang sama, disipasi daya chip akan jauh lebih kecil, dan kinerjanya akan lebih baik.

• Iq

Iq = Iin-Iout ， Ini didefinisikan sebagai arus yang diperlukan untuk memberi daya pada sirkuit internal LDO ketika arus beban eksternal adalah 0. Iq dari sebagian besar LDO struktur MOS sangat kecil, yang merupakan indikator penting untuk mengukur konsumsi LDO sendiri dalam kondisi beban rendah. Semakin kecil Iq, semakin baik.

• Respons Transien Beban

Mewakili perubahan maksimum dalam tegangan output yang disebabkan oleh perubahan arus beban yang tiba-tiba. Ini adalah fungsi dari kapasitansi output, resistansi seri ekuivalen dan kapasitansi bypass. Fungsi kapasitor output adalah untuk meningkatkan kemampuan respons transien beban dan juga berfungsi sebagai bypass frekuensi tinggi.

• Power Up

Hal ini mengacu ke fenomena, bahwa apabila beban tertentu diterapkan pada saat pengaktifan, tegangan pada terminal output melebihi kisaran akurasi. Ini juga merupakan hal yang diabaikan oleh banyak orang. Jika nilai overshoot besar, hal ini dapat memengaruhi atau bahkan merusak komponen sirkuit berikutnya, menyebabkan kegagalan papan sirkuit.

Ini adalah chip LDO yang dibeli di situs web tertentu. Tegangan input adalah 7V, beban 10mA, dan tegangan output 5V. Bentuk gelombang penyalaan dan bentuk gelombang pengalihan tegangan adalah sebagai berikut:

Bentuk gelombang instan penyalaan Bentuk gelombang pengalihan tegangan (pengalihan 7V ke 10V)

Nilai maksimum pada saat chip dinyalakan mencapai 6,816V, berlangsung selama 263ms, melebihi lebih dari 36%. Apabila tegangan dialihkan, nilai maksimum mencapai 6,225V, berlangsung selama 1ms, melebihi lebih dari 24%. Untuk itu Mikrokontroler 5V Ini adalah kerusakan besar, yang akan menyebabkan kerusakan pada chip berikutnya dengan probabilitas tinggi.

SSP7903 yang digunakan sebelumnya memiliki tegangan input 5,6V, beban 10mA, dan output 3,6V. Tidak ada overshoot selama penyalaan dan peralihan tegangan.

Bentuk gelombang instan penyalaan Bentuk gelombang pengalihan tegangan (pengalihan 5,6V ke 15V)

• PRasio penolakan pasokan listrik (PSRR)

Rasio penolakan riak catu daya adalah rasio fluktuasi noise tegangan input (riak) terhadap fluktuasi noise tegangan output (riak), biasanya dinyatakan dalam desibel (dB).

Rumusnya adalah Didefinisikan sebagai kemampuan LDO untuk menekan noise pada Vin.

Semakin besar nilai PSRR, semakin baik kemampuan penekanan riak.

• Kebisingan

Berbeda dari PSRR, noise mengacu pada sinyal derau yang dihasilkan oleh LDO itu sendiri. Chip regulator tegangan LDO dengan noise rendah dapat secara efektif mengurangi noise tambahan yang dihasilkan oleh LDO. Tegangan output lebih murni. Nilai kebisingan yang dihitung umumnya adalah nilai efektif (rms). Selain itu, Anda juga dapat menggunakan puncak ke puncak untuk menganalisis.

• Efisiensi Keluaran

Karena Iq sangat kecil, maka dapat diabaikan dalam perhitungan aktual.

Dapat dilihat dari rumus bahwa semakin besar perbedaan tegangan antara Vin dan Vout, semakin rendah efisiensi LDO, semakin besar daya yang dikonsumsi dan semakin besar panas yang dihasilkan.

• Regulasi Beban

Hal ini mengacu pada perubahan tegangan output di bawah perubahan beban yang diberikan, di mana perubahan beban biasanya dari tanpa beban ke beban penuh. Semakin kecil tingkat pengaturan beban, semakin baik.

• Peraturan Jalur

Ini mengacu pada dampak perubahan input pada output, yaitu rasio perubahan tegangan output terhadap perubahan tegangan input di bawah beban tertentu. Semakin kecil tingkat penyesuaian linier, semakin baik.

Referensi rangkaian aplikasi khas chip regulator tegangan LDO

• sirkuit untuk meningkatkan tegangan output

• rangkaian pengaturan arus konstan

• Rangkaian output daya ganda

Berikut ini adalah LDO yang sering digunakan :

Profil Perusahaan：Siproin Microelectronics Co, Ltd adalah perusahaan "fabless" profesional yang bergerak di bidang sirkuit terpadu pengembangan dan menyediakan solusi tingkat sistem. Produk utama perusahaan ini termasuk penyimpanan magnetik STT-MRAM, manajemen dayakomunikasi IoT, driver khusus, pengukuran industri, dan mikrokomputer chip tunggal (MCU). /DSP) dan solusi yang sesuai, situs web resmi: http://www.siproin.com