LDO器件关键特性详解.docx
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LDO器件关键特性详解.docx
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LDO器件关键特性详解
LDO低压差线性稳压器件,常见的电源拓扑如下:
现能能解器为满足貝有挑战性的要求握供了许多独特的结甌基亦上,线性饱压器是一个运算放久眾力D-个逼路品桔。
运倉放大器使用两个泰考点,一个是内部带隙基准,另一个是输出毬的电阻分圧电路。
在稳I压过程中,电阻分压网络的电压值同运算放大器提供与带躍基准相比较的反嬴
比刪结果决定了通路晶体答壇曲或城少号通电赢这是貝有两个主极点的闭环茶统,这两个主极愿分别是误差放大器/i甬路品体昔内咅險点■以及轴出电流盍求和输出电容器的ESR构成的外郃极咸这两个主导极点的处理将彩响罰牛的性能.并会对闭环的稳走性构成主要彩响〈见图i)。
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二二器件的特性(厂商也要吹牛逼)
inV,V,V,5V,andAdjustableVersions
可以获得的版本,也就是输出电压类型:
,,,5v以及输出可调节的版本。
SOT-223andWSONPackages
这个是描述的封装类型。
封装指的是体枳大小,引脚尺寸:
这个参数将会影响到PCB板上的而积以及散热性能。
LimitingandThermalProtection
有电流限制以及热保护功能:
电流超过一定值或者温度过髙,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。
Current800mA
输岀电流可以达到800mA,但是正常工作电流要小于此值,不然功率损耗太大。
Regulation%(Maximum)
线性调整率,输入电压在规泄范围内的变化对输岀电压造成的影响的大小(也就是输出电压的变化率)。
e=(VOUtiFW-VOUt1)/VOUt正羽
Regulation%(Maximum)
负载调整率,指的是负载变化时造成输出电压的变化。
e=(VOUt让幕-VOUt1)/VOUt上朮
Range
LM1117:
0°Cto125°C
这个一般指的是器件的存储温度以及使用的温度,超过规泄的温度值,芯片可能会损坏。
以卜也能见至lj
Noisefrom10HztolOKHz:
%ofVOUT
输岀噪声,也就是纹波,为输出电压Vout*%,表示的是幅度;10Hz-lOKHz是频率。
9・0utputVoltageAccuracy:
±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%)o
10.MaximumQuiescentCurrent:
IQMAX=6mA
芯片没工作的情况下,就是输岀电流为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,输入电流与输岀电流差值。
12.PSRRatIOUT二300mAandf二120Hz:
70dB
电源抑制比(PSRR)是输入电源变化呈:
(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=201og[(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而改善电源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,相比之下钮电容器比较昂贵而且故障模式是短路而不被采用。
输岀电容器的ESR会影响苴稳定性,陶瓷电容器具有较低的ESR,大概为10mQ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
RegulatorforSwitchingDC-DCConverter
用于DCDC芯片转化器之后的稳压
EfficiencyLinearRegulators
髙效的线性稳压器
Chargers
电池充电器
Instrumentation
便携式仪表
SCSITerminationRegulator
有源终端SCSI(SmallComputerSystemInterface小型计算机系统接口)稳压器
DESCRIPTION
TheLM1117isalowdropoutvoltageregulatorwithadropoutofVat800mAofloadcurrent・LM1117是一款低压差稳压器,在800亳安的负载电流下具有V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。
TheLM1117isavailableinanadjustableversion,whichcansettheoutputvoltagefromtoVwithonlytwoexternalresistors・Inaddition,itisavailableinfivefixedvoltages,V,V,V,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垃输出为到。
除此之外,还有固世输出版本可以使用。
TheLM1117offerscurrentlimitingandthermalshutdown・ItscircuitincludesaZenertrimmedbandgapreferencetoassureoutputvoltageaccuracytowithin±1%・
LM1117提供限流和热关断功能。
英电路包括一个齐纳调整带隙基准,以确保输岀电压精度在±1%以内。
Aminimumof10-MFtantalumcapacitorisrequiredattheoutputtoimprovethetransientresponseandstabilityo
输岀端至少需要10nF的钮电容,以改善瞬态响应和稳龙性。
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,决左了器件大小,进而决宦了器件的有效散热而积,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
AdjustableOutputRegulator
LM1117-ADJ
“INVOUT
ADJ
R1
121Q
100“F
isoptional,howeveritwillimproveripplerejection.
图二
图中包含输出电压的讣算公式V毎(1+R2/R1)。
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Von=(l+R2/Rl)+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
NDEPackage3-PinTO-220
TopView
:
nINPUT
:
')OUTPUT
:
)ADJ/GXO
图三
笔者是借用TI芯片的图来表述对应的含义,如果岀现引脚与实物不符合的情况,均与笔者无关。
PIN
I/O
DESCRIPTION
NAME
TO-252
WSON
SOT-223
TO-263
TO-220
ADJ/GND
1
1
1
1
1
——
Adjustpnforadjustableoutputoption.GroundpinforSxedoutputoobon.
5
3
23.4
3
3
3
I
Inputvoltagepinfortheregutotor
Vout
2.TAB
5,6,7,TAB
2.4
2TAB
2.TAB
O
Outputvoltaaebnforthereculator
以上描述的是引脚功能
ADJ/GND表述的是在可调输岀版本时,为调整端:
在固立输出版本时,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
overfrao・airtgmperatuwrange(unlessotherwisenoted)⑴
MIN
MAX
UNIT
MaximumInputVoltage(VmtoGND)
20
V
PowerDissipation^
InternallyLimited
JunctionTemperature(Tj)⑵
150
°C
LeadTemperature
TO-220(T)Package.10s
260
O/H
SOT-223(MP)Package.4s
260
V
StorageTemperature.
-65
150
°C
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G\D测量:
20
V
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,10s
260
摄氏度
SOT-223(MP)Package,4s
260
存储温度
-65
150
摄氏度
StressesbeyondthoselistedunderAbsoluteMaximumRatingsmaycausepermanentdamagetothedevice・Thesearestressratingsonly,whichdonotimplyfunctionaloperationofthedeviceattheseoranyotherconditionsbeyondthoseindicatedunderRecommendedOperatingConditions・Exposuretoabsolute-maximum-ratedconditionsforextendedperiodsmayaffectdevicereliability
强调超岀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岀建议的条件下的条件下,不暗示器件的功能操作运行条件。
無需在绝对最大额定条件下可能会影响器件的可靠性。
--一也就是免责声明。
ThemaximumpowerdissipationisafunctionofTjisaz),andTA.ThemaximumallowablepowerdissipationatanyambienttemperatureisPD=(Tj.mx:
-Ta)/R«ja・AllnumbersapplyforpackagessoldereddirectlyintoaPCB・
上而为功耗的计算方式。
ESDRATINGS
防静电
VALUE
UNIT
V(tso)Electfostaticdischarge|Human-tx)dymodel(HBM).perANSI/ESDWJEDECJS-OO1⑴
±2000
V
人体放电模式,防静电正负2000\%
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XX百科,静电说复杂也复杂,说简单也简单,还是自己去了解吧。
RECOMMONENDEDOPERATINGCONDITIONS
MIN
MAX
UNIT
InputVoltage(V眠toGND)
15
V
JunctionTemporaturG(T」)⑴
LM1117
0
125
•c
LM1117I
-40
125
MIN
MAX
输入电压
15
摄氏度
结温
LM1117
0
125
摄氏度
LM1117I
-40
125
ThemaximumpowerdissipationisafunctionofTj.mx.,andTA.ThemaximumallowablepowerdissipationatanyambienttemperatureisPD=(Tj.mx:
-Ta)/R«;a・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
与热有关的参数一-一般描述的热阻,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。
THERIAALMETRIC<*I
LM1117,LM1117I
uNnr
DCY(SOT-223)
NDE(TO-220)
NOP(TO-252)
NGN(WSON)
KTT(TO-263)
4PINS
3PINS
3PINS
SPINS
3PINS
JunctkMi.to-ambiamtbttrnudnMd&iance
616
23.8
451
39.3
413
•crw
Junctfcfi-to-case(lop>thermal
425
16.6
521
31.4
441
•cw
Raju
Junakxi-toboardthermalgstanca
10.4
53
29.8
165
24.2
■CAV
如
JunctKXi-UHopcharacter£Stx>nparamotef
2.9
3.1
45
0.3
10.9
•cw
%
JufKXkxi.to-ooardcharacx>rtzackxiparamotor
10.3
53
29.4
16.7
232
•cw
Rojcgo
JunctFtocase(tKftom)therwalresistarce
—
15
1.3
56
13
•cw
热指标
LM1U7.LM1117I
单位
S0T223
T0-220
T0-252
WS0N
T0-263
4引脚
3引脚
3引脚
8引脚
3引脚
R““结到环境热阻
°c/w
Re结到外壳(上)热阻
°c/w
R5结到板上热阻
°c/w
WjT结到顶部特征参数
°C/W
We结到板上特征参数
°c/w
Re结到外壳(下)热阻
—
°c/w
Formoreinformationabouttraditionalandnewthermalmetrics,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的测疑方法以及相关说明,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°Co
PARAMETER
TESTCONDITIONS
MIN<1:
TYP。
)
MAX UNfT LM1117.ADJ louT-10mA.・V8t・2\ATj・25°C 1.238 125 1.262 Vi LM1117.ADJ Tj=2$*C 1.25 V lOmAMIgSBOOM14Vi Vgq-10V 。 心thejunctiontemperaturerangegQ125*C 1.225 1.27 LM1117-18 loJT=10mA.砖38Y・Tj=25°C 1.782 1.8 1.818 LM1117-1a 匚=2胪C 1A V Oslo^sMOmA32VSVRS10V oqthejunctontemperaturerangegQ125*C 1.T46 10 LM1117-25 loJT=10mA.砖45Y・Tj=25°C 2.475 25 2.S25 LM1117-25 Tj«25・C 25 V Vqut OutputVoMooc 0SS8*)0mA39VSVnS 10V ove? thejunctwntemperaturerange0°Cto125*C 2.45 2.55 LM111T-33 10mA.%・5VTj・25°C 3.257 33 3333 IM1117.33 Tj«25*C 3.3 V 0SIonSWOmA475VSV|NS10V 3.235 3.365 LM1117.50 l 4.95 5 5・Q5 LM1117-50 Tj=26・C 5 V 0Sl overthejuncbontemperaturetnnoe(rCX>125#C 4.9 5.1 LM1117-ADJ Tj«25*C 0035% j4M£ 13.75V oeth©jmctxxitomporaturGrang©(rc)o125・C OK LM1117-18louT-OmAa.aViVmi10V Tj«25*C 1 o心thejunctiontemperaturev? ng9(TCto125*C 6 mV LM1117-25but=0mA39VSVRi10V Tj=25*C 1 avout UnaRcguhtbn^ we? thejunctwntemperaturerange(TC1O125*C 6 mV LM111T-33logTsOmAA75VSVWS15V Tj=25・C 1 overtheJu5>ntemperaturerang©(TCX>125rC 6 mV LM1117-50loyjxOfnAGSVsVmS15V Tj•25*C 1 o/erthejunctiontemperaturer^nge(TCto125*C w mV LM1117-ADJ Tj=25X 02% lOslogrSaOOmA owlhejunctiontemperaturerangeO-Cto125fC 0.4% LM111T-18 Vw=3.2V.O%如<800mA Tj•25*C 1 6®th©jufKtx>ntomporaturorongo(TCto125・C 10 mV LM1117-25 600mA L«25#C 1 LoadRegulailon131 63thejunctionrang© (TCto125*C 10 mV LM1117-3.3、丿决・4.75匕OSIcxnsaoomA Tj=25*C 1 02thejunctiontemperaturerange 10 mV (TC1O125*C LM11仃・5.0 «6.5V,0£亦£妙皿 Tj=25・C 1 o/erthejunctx>ntemperatureranoo(TC1O125rC 15 mV (1)Alllimitsare ensuredbytestingorstatisticalanalysis・ (2)TypicalValuesrepresentthemostlikelyparametricnorma1・ (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常值。 (3)负载和线路调节在恒定的室温下测量。 笔者说: 上而表示对于测试环境的描述、可能的参数值(与实际有出入)、代表他们的测试结果。 参数 测试环境 小典型大 单位 Vnzr参考电压 (对于可调输出芯片,参考电压为ADJ引脚的电压) LM1117-ADJ输岀电流10mA输入电压减去输出电压为2V结温在25摄氏度时 V LM1U7-ADJ输出电流在10mA到800mA之间;输入减去输出电压在到10V之间 结温25°C 超范围 0°Cto125°C 小于0或大于125 Va.T输出电压(输岀端电压值) 输岀电流为10mA 输入电压为,结温25摄氏度时 V 输岀电流在0到 800mA之间,输入电压在到10V 结温25°C 超过结温范围0 到1259 小于0或大于125 △Vg: 输岀电压变化率 线性调整率 LM1U7-ADJ输岀电流为10mA输入减去输出电压在到 结温25*C % V 超过结温范围0到125°C 小于0或大于125 % △Veer输岀电压变化率 负载调整率 LM1117-ADJ输岀电
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- LDO 器件 关键 特性 详解