LDO器件关键特性详解

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LDO低压差线性稳压器件,常见的电源拓扑如下:下面将会以TI的一款LDO芯片来介绍其主要参数:资料来源于TI官网。FEATURE==器件的特性(厂商也要吹牛逼)1.Availablein1.8V,2.5V,3.3V,5V,andAdjustableVersions可以获得的版本,也就是输出电压类型:1.8v,2.5v,3.3v,5v以及输出可调节的版本。2.Space-SavingSOT-223andWSONPackages这个是描述的封装类型。封装指的是体积大小,引脚尺寸;这个参数将会影响到PCB板上的面积以及散热性能。3.CurrentLimitingandThermalProtection有电流限制以及热保护功能;电流超过一定值或者温度过高,器件将会停止输出,直到电流小于判断阈值,温度小于判断阈值。4.OutputCurrent800mA输出电流可以达到800mA,但是正常工作电流要小于此值,不然功率损耗太大。5.LineRegulation0.2%(Maximum)线性调整率,输入电压在规定范围内的变化对输出电压造成的影响的大小(也就是输出电压的变化率)。Φ=(vout正常-vout1)/vout正常6.LoadRegulation0.4%(Maximum)负载调整率,指的是负载变化时造成输出电压的变化。Φ=(vout正常-vout1)/vout正常7.TemperatureRangeLM1117:0°Cto125°C这个一般指的是器件的存储温度以及使用的温度,超过规定的温度值,芯片可能会损坏。-------------------------------------------------以下也能见到--------------------------------------------------8.OutputNoisefrom10Hzto10KHz:0.003%ofVOUT输出噪声,也就是纹波,为输出电压Vout*0.003%,表示的是幅度;10Hz-10KHz是频率。9.OutputVoltageAccuracy:±1%输出电压精确度。比如输出5V,则变化范围是(5-5*1%)到(5+5*1%)。10.MaximumQuiescentCurrent:IQMAX=6mA芯片没工作的情况下,就是输出电流为0时(有输入电流时),器件本身消耗的电流,所有的东西不可能做到的绝对电阻无限大。11.GROUNDCurrent地电流,指的是器件正常工作时,输入电流与输出电流差值。12.PSRRatIOUT=300mAandf=120Hz:70dB电源抑制比(PSRR)是输入电源变化量(以伏为单位)与转换器输出变化量(以伏为单位)的比值,常用分贝表示。PSRR=20log[(Ripple(in)/Ripple(out))]来自互联网:LDO需要连接外部输入和输出电容器。利用较低等效串联电阻(ESR)的大容量电容器一般可以全面改善电源PSRR、噪声以及瞬态响应。陶瓷电容器通常是首选,因为它的价格低而且故障模式是断路,相比之下钽电容器比较昂贵而且故障模式是短路而不被采用。输出电容器的ESR会影响其稳定性,陶瓷电容器具有较低的ESR,大概为10mΩ量级。采用陶瓷电容时,建议使用X5R和X7R电介质材料,这是因为它们具有较好的温度稳定性。----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------APPLICATION==器件的应用场合1.PostRegulatorforSwitchingDC–DCConverter用于DCDC芯片转化器之后的稳压2.HighEfficiencyLinearRegulators高效的线性稳压器3.BatteryChargers电池充电器4.PortableInstrumentation便携式仪表5.ActiveSCSITerminationRegulator有源终端SCSI(SmallComputerSystemInterface小型计算机系统接口)稳压器DESCRIPTIONTheLM1117isalowdropoutvoltageregulatorwithadropoutof1.2Vat800mAofloadcurrent.LM1117是一款低压差稳压器,在800毫安的负载电流下具有1.2V的压差。加横线的注意,就是说在输出电流为800mA时,输入与输出的压差为1.2V。TheLM1117isavailableinanadjustableversion,whichcansettheoutputvoltagefrom1.25to13.8Vwithonlytwoexternalresistors.Inaddition,itisavailableinfivefixedvoltages,1.8V,2.5V,3.3V,and5V。LM1117是一个输出可调整的LDO版本,通过外部的两个电阻就可以设置输出为1.25V到13.8V。除此之外,还有固定输出版本可以使用。TheLM1117offerscurrentlimitingandthermalshutdown.ItscircuitincludesaZenertrimmedbandgapreferencetoassureoutputvoltageaccuracytowithin±1%.LM1117提供限流和热关断功能。其电路包括一个齐纳调整带隙基准,以确保输出电压精度在±1%以内。Aminimumof10-µFtantalumcapacitorisrequiredattheoutputtoimprovethetransientresponseandstability。输出端至少需要10μF的钽电容,以改善瞬态响应和稳定性。就是滤波电容(储能),一般的瓷质电容也行,性能太差当然不行。图一为封装信息图一之前说过了,封装大小的不一致,决定了器件大小,进而决定了器件的有效散热面积,造成器件发热,便携式器件发热,在电子产品热设计规范中,对于器件的温升有严格的要求。图二实际使用时的典型电路图二图中包含输出电压的计算公式VOUT=1.25(1+R2/R1)。1.25V为反馈端电压值。一般而言,在其他芯片标注时,可能会遇到如下公式VOUT=1.25(1+R2/R1)+Iadj*R2,Iadj为反馈引脚电流值,但是一般为uA级,所以加黑部分在一般应用时一般可以忽略不计。PINCONGFIGURATIONANDFUNCTIONS图三为芯片封装俯视图以及芯片引脚对应关系图三笔者是借用TI芯片的图来表述对应的含义,如果出现引脚与实物不符合的情况,均与笔者无关。以上描述的是引脚功能ADJ/GND表述的是在可调输出版本时,为调整端;在固定输出版本时,为接地端。Vin为芯片的电源输入引脚。Vout为芯片的稳压电源输出引脚。ABSOLUTEMAXIMUMRATINGS绝对参数最小最大单位最大输入电压(Vin和GND)万用表正表笔接输入,负表笔接GND测量;20V功率损耗内部限制结温(器件内部工作最大温度)150摄氏度焊接温度TO-220(T)Package,10s260摄氏度SOT-223(MP)Package,4s260存储温度-65150摄氏度StressesbeyondthoselistedunderAbsoluteMaximumRatingsmaycausepermanentdamagetothedevice.Thesearestressratingsonly,whichdonotimplyfunctionaloperationofthedeviceattheseoranyotherconditionsbeyondthoseindicatedunderRecommendedOperatingConditions.Exposuretoabsolute-maximum-ratedconditionsforextendedperiodsmayaffectdevicereliability强调超出绝对最大额定值列出的可能会导致设备永久性损坏。这些是压力评级只有在这些或任何其他超出建议的条件下的条件下,不暗示器件的功能操作运行条件。暴露在绝对最大额定条件下可能会影响器件的可靠性。----也就是免责声明。ThemaximumpowerdissipationisafunctionofTJ(max),RθJA,andTA.ThemaximumallowablepowerdissipationatanyambienttemperatureisPD=(TJ(max)–TA)/RθJA.AllnumbersapplyforpackagessoldereddirectlyintoaPCB.上面为功耗的计算方式。ESDRATINGS防静电人体放电模式,防静电正负2000V。静电是幅值很大,电流很小。人体模式以及静电波形具体可以参考百度百科,静电说复杂也复杂,说简单也简单,还是自己去了解吧。RECOMMONENDEDOPERATINGCONDITIONSMINMAX输入电压15摄氏度结温LM11170125摄氏度LM1117I-40125ThemaximumpowerdissipationisafunctionofTJ(max),RθJA,andTA.ThemaximumallowablepowerdissipationatanyambienttemperatureisPD=(TJ(max)–TA)/RθJA.AllnumbersapplyforpackagessoldereddirectlyintoaPCB.上面为功耗的计算方式。每个厂商的描述不一致,测试条件也不一致。THERMALINFORMATION与热有关的参数---一般描述的热阻,热阻就像电阻一样,电阻阻碍电流传输;热阻阻碍热量的传递、散发,越小越好。热指标LM1117、LM1117I单位SOT223TO-220TO-252WSONTO-2634引脚3引脚3引脚8引脚3引脚RθJA结到环境热阻61.623.845.139.341.3℃/WRθJC(top)结到外壳(上)热阻42.516.652.131.444.1℃/WRθJB结到板上热阻10.45.329.816.524.2℃/WψJT结到顶部特征参数2.93.14.50.310.9℃/WψJB结到板上特征参数10.35.329.416.723.2℃/WRθJC(bot)结到外壳(下)热阻----1.51.35.61.3℃/WFormoreinformationabouttraditionalandnewthermalmetrics,seetheSemiconductorandICPackageThermalMetricsapplicationreport,SPRA953.有关传统和新型散热指标的更多信息,请参阅“半导体和IC封装散热量度”应用报告SPRA953。TI的测量方法以及相关说明,SPRA953可以在某度上找到。LM1117ELECTRICALCHARACTERISTICS电性能参数说明unlessotherwisespecified,TJ=25°C.除非其他的申明,结温一般为25℃。(1)Alllimitsareensuredbytestingorstatisticalanalysis.(2)TypicalValuesrepresentthemostlikelyparametricnormal.(3)Loadandlineregulationaremeasuredatconstantjunctionroomtemperature.(1)所有限制都通过测试或统计分析来确保。(2)典型值代表最可能的参数正

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