详解LDO关键性能参数

LDO参数指标浅谈

在整个电子产品设计中，电源部分是整个产品正常运行发挥最佳性能的基础。一个复杂的电源系统，会经过多种电压之间的转换，在我们初始设计时会比较关心输入电压范围，输出电压值和输出电流最大是多少，但是否只需要了解这些参数就够了呢，显然不是。

在模拟电路采样中我们会比较关心电源输出纹波和噪声指标；在数字电路中并发式或突发式电流突变时电压波动幅度的变化，我们又会关注瞬态响应指标；在低功耗手持设备中我们会关心静态电流，转换效率指标，进而要考虑功率耗散和温升，TJ，封装等一系列问题，甚至在一些复杂的系统中我们还会关注powergood，反接短路保护，EMI/EMC，上下电跟踪及时序等。

在芯片系列中有线性稳压器(LDO)和开关电源（DC/DC）。LDO看似简单，实际非常重要。例如，将负载与不干净的电源隔离或者构建低噪声电源来为敏感电路供电。LDO电路简单，只能做降压，低纹波噪声，快速瞬态响应。

LDO关键性能参数

1. 最小压差

即输入与输出之间能够维持正常工作的最小压差。VIN=VOUT+Vdropout。芯片的的设计工艺和结构不同，压差不同；电流增加温度升高压降也会增大。

2. 输入电压

我们需要考虑输入电压的最高瞬态值和浪涌电压来选，通常按照找2倍以上耐压值取较安全。

3. 输出电流

实际输出能力与压差和电流有关，手册中给表示的理想状态。实际的输出能力和压差及电流相关。大的输出电流值散热问题越严重，如果是大电流的应用尽量使用开关电源。

4. 热阻参数

TJMAX：芯片内核正常工作的最高参数，该值越高内核耐热性越好，其中?JA和?JC越小越好。

在使用中要确保芯片的内核温度TJ不会超过芯片标定的正常运行最大结温。元器件结温计算：TJ=TA+θJA·PH。

5. 纹波/噪声

PSRR衡量电路抑制电源输入端出现的外来信号（噪声和纹波），使这些干扰信号不至于破坏电路输出的能力。在实际场景中越是低频的噪声越难抑制。在100 kHz 至 1 MHz 范围内的电源抑制非常重要，因为 LDO 经常跟高效的开关电源配合使用来为敏感的模拟电路供电。

6. 瞬态响应

瞬态响应是指电流阶跃变化时的输出电压变化。它与电容，控制环路的增益带宽和负载电流变化的大小和速率有关。

它是电源稳定性很重要的参数，不合适可能会导致系统偶发复位等现象。

注意事项：LDO的输出和输入电容类型和值要选对，否则可能会出现稳定性问题。

LDO的结构趋势

ADI 基于电流基准构架的LT3042、LT3045和LT3094系列产品在节省时间和成本的同时提高应用的性能。相比旧的构架极大的改善了电压调节能力和瞬态响应。它们的噪声和PSRR性能不受输出电压的影响。

此外，多个器件可以直接并联，以进一步降低输出噪声，增加输出电流，并可在PCB上散热。

LDO 看似简单实则非常重要，想要运用LDO的最佳性能，需要综合考虑多种因素。工程师需要了解基本术语后，有效地使用数据手册信息来确定对于设计而言最为重要的参数。