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        你會選擇LDO dropout voltage嗎?

        發布人:電巢 時間:2022-12-14 來源:工程師 發布文章

        LDO是我們常用的電源解決方案,dropout voltage(壓差)是LDO最常見的參數之一,但是并不是所有的工程師都能夠正確的設計LDO dropout voltage,導致產品可靠性具有隱患,降低平均無故障時間。

        和DCDC開關電源架構不同,LDO內部的管子是工作在放大狀態的,在這樣的大前提下,LDO輸入輸入必須要滿足一定的壓差條件,LDO才能有效進行反饋調節,正常工作。

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        對于Dropout Voltage我們一共有兩個必關注因素:

        第一個因素是Droput Voltage自身的范圍,這個在IC內部基本已經固定了,這部分是應用工程師無法管控的,我們只能根據需求合理選型與應用。

        先介紹LDO內部影響Dropout Voltage的幾個原因,指導大家來正確選型。

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        LDO內部除了基本的LDO控制電流外,往往還有一些保護電路、放電電路、邏輯控制電路等,有的LDO內部還有電荷泵等接口,這些電路都是要吃電的,所以LDO的dropout voltage除了考慮內部管子的工作狀態之外,還要考慮內部其他電路的供電需求。

        比如下面的LDO,輸出是1V@Iout=130mA時,Dropout voltage 為140mV,但是輸入卻不能選擇1.14V,這是小于輸入電壓1.4V的要求,設計將不會保證性能和穩定性,有很多工程師其實是知道這點的,但是在設計時非常容易忘記這一項,一定要仔細檢查。

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        即使LDO輸入電壓可以是1.14V,輸出是1V@Iout=130mA,我們也不能直接選擇輸出1.14V的電源提供給LDO。

        Dropout Voltage我們無法改變,但是外部走線卻是完全掌握在我們自己手里,也是應用工程師必須管控的。

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        下面介紹第二個必考慮因素,走線。

        我們舉"栗"說明,DCDC輸出1.14V;負載需求,1V@Iout=130mA。

        下圖是線路損耗拆解,在走線100mΩ的情況下,如果要滿足負載1V@Iout=130mA的需求,則留給LDO的dropout voltage只有0.12v,無法滿足0.14V的規格,設計也無法保證性能和穩定性。

        我們在走線時就要控制好走線的DCR,有必要仿真管控。

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        然而有人說實際應用中并沒有遇到電路異常的情況,這是因為我們的負載一般不會反復拉到最大負載,LDO本身也有一定的余量,但是這并不是合理的設計,凡是存在隱患的設計,當產品的數量升上去后,必然會暴露出問題,這就是墨菲定律,給用戶帶來糟糕的體驗。

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        上文只考慮了芯片內部和外部走線的因素,還有一種因素比較極限,這里也介紹下。

        第三個因素是前置電源的紋波影響。

        一般為了降低功耗,LDO前級選擇DCDC開關降壓電路,BUCK工作時會有紋波,使得LDO輸入電壓會有最低值,由于電容的存在,這一點的影響不是特別大,只有在極個別情況下才會考慮這點。

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        以上就是LDO dropout voltage設計時幾個基本的注意事項,可靠的設計一點也馬虎不得,當面對十幾、幾十甚至幾百個電源網絡時,工程師們,你能保證每個LDO的dropout voltage都能滿足設計要求嗎?


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        關鍵詞: LDO

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