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選擇LDO線性穩壓器的基本原則

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選擇LDO線性穩壓器的基本原則

LDO 是一種線性穩壓器，使用在其線性區域內運行的晶體管或場效應管（FET），從應用的輸入電壓中減去超額的電壓，產生經過調節的輸出電壓。
1.選用LDO線性穩壓器
當所設計的電路要求分路電源適配器具有下列特點時：
低噪聲、高紋波抑制；
占用PCB面積小（如手機、手持電子產品）；
電路電源適配器不允許使用電感器（如手機）；
電源適配器需要具有瞬時校準和輸出狀態自檢功能；
要求穩壓器低壓降、自身低功耗；
線路要求低成本和簡單方案。

此時，選用LDO線性穩壓器是最合適、最實用、最方便、最經濟的。

2.選擇LDO線性穩壓器時需要考慮的基本因素
選擇LDO線性穩壓器的基本要素包括輸入電壓范圍、預期輸出電壓、負載電流范圍以及其封裝的功耗能力。此外，接地引腳端電流IGND或靜態電流IQ、電源適配器波紋抑制比（或電源適配器抑制比）PSRR、噪聲及封裝等也是LDO線性穩壓器選擇時應關注的因素。
（1）輸入/輸出電壓差
輸入/輸出電壓的差值是LDO線性穩壓器最重要的參數之一。在保證輸出電壓穩定的前提下，該電壓差越低，穩壓器的性能越好，效率越高。反之，在確定LDO線性穩壓器是否能夠提供預期輸出電壓時，需要進一步考慮其壓降。LDO線性穩壓器出現的“壓降”是旁路元件（如PMOSFET）的RDS（ON）乘以負載電流。輸入電壓必須大于預期輸出電壓與特定壓降之和，即VIN>VOUT+VDROPOUT，就是輸出電壓等于輸入電壓減去旁路元件的RDS（ON）乘以負載電流。
LDO線性穩壓器的最大優點：滿載的跌落壓降一般小于500mV；輕載時的壓降只有10～20mV。

（2）低功耗設計
LDO線性穩壓器自身存在的靜態電流，不容忽視。例如，電池供電時，為最大化電池的運行時間，應選擇相對于負載電流來說，IQ極低的LDO線性穩壓器。假設，LDO線性穩壓器供電時，IQ只增加0.02%的微不足道的電池消耗，那么在100mA負載情況下，采用200μA的IQ就比較合理。
由于電池的放電特性的差異性，某些情況下，壓降對電池壽命將產生決定性影響。例如，堿性電池放電速度就比較慢些，其電源適配器電壓在壓降情況下可以提供比NiMH電池更多的容量。因此，較低的IQ并不能始終保證長電池壽命。必須在IQ和壓降之間仔細權衡，以便在電池壽命期間獲得最大的容量，這才是最重要的。

（3）外圍的電容器
LDO線性穩壓器的應用電路十分簡單，典型的LDO線性穩壓器應用時，需要添加額外的輸入和輸出電容器。選擇對電容器穩定性方面沒有要求的LDO線性穩壓器，可以降低尺寸與成本，另外某些情形甚至可省略這些電容。一般的做法是，選用較低等效串聯電阻（ESR）的電容器可提高PSRR、降低噪聲以及保持對負載變化的快速瞬態響應能力，而不僅僅是提高電容容量的問題。從這方面講，可節約一定的成本。
VIN和VOUT的輸入和輸出濾波電容器，應當選用寬范圍的、低等效串聯電阻、低價陶瓷電容器，使LDO線性穩壓器在零到滿負荷的全部量程范圍內穩壓效果穩定。一些LDO線性穩壓器有一個Bypass附加腳，由它連接一個小的電容器，可以進一步降低噪聲。
電容器的選擇關系到設計產品的質量和成本，電容器的電容值、電介質材料類型、物理尺寸、等效串聯電阻等這些重要參數都是設計工程師所要考慮的。在LDO線性穩壓器的電路設計中，陶瓷電容器是最好的選擇，因為陶瓷電容器無極性并具有低的ESR，ESR的損耗典型值小于100mW。電容器的ESR對輸出紋波有重大影響，而ESR受電容器的類型、容量、電介質材料和外殼尺寸影響，如常用的貼片電容器X7R電介質是最好的，但使用成本略高，X5R電介質較好，性能/價格比適宜，而Y5V電介質較差，但成本較低。

（4）封裝與散熱
便攜式電子設備存在空間限制問題。選擇LDO線性穩壓器時應考慮LDO線性穩壓器的散熱。負載大的LDO線性穩壓器應盡可能選擇散熱性能好的封裝，這樣有利于LDO線性穩壓器性能的穩定。

LDO的應用非常簡單，很多LDO僅需在輸入端及輸出端各接一顆電容即可穩定工作。在LDO的應用中需要考慮壓差、靜態電流、PSRR等重要參數。在以電池作為電源的系統中，應當選擇壓差盡量低的LDO，這樣可以使電池更長時間為系統供電，比如NCP600，NCP629等等。

總的來說，升壓是一定要選DCDC的，降壓，是選擇DCDC還是LDO，要在成本，效率，噪聲和性能上比較。

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| 發布時間：2019.06.21    來源：電源適配器廠家
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