LDO-стабилизаторы

LDO-стабилизатор обычно является последним активным устройством между шумной или слабо регулируемой шиной и схемой, которой требуется стабильное напряжение. В Haiben мы поставляем линейку Weforsemi микросхем управления питанием ICs наряду с более широким каталогом, и эта страница объясняет, как задать ldo регулятор из этого диапазона: что означает величина падения, где шум и PSRR определяют выбор детали, и по каким параметрам закупщики и инженеры-разработчики аппаратного обеспечения должны договориться до котировки.

Для чего выбирают LDO-стабилизатор

Ldo регулятор — это линейный стабилизатор, работающий с малым входо-выходным перепадом. Внутри проходной транзистор управляется усилителем ошибки относительно опорного напряжения, поэтому выход удерживается на фиксированном напряжении, а избыток входного напряжения рассеивается в виде тепла. Эта простота — причина, по которой LDO остаются на большинстве плат: нет коммутационного узла, нет индуктивности, мало внешних компонентов и тихий выход.

Компромисс — эффективность. Поскольку проходной транзистор снижает разницу между входом и выходом, потери мощности растут с этой разницей и с током нагрузки. LDO имеет смысл, когда запас по напряжению мал, нагрузка умеренная или шина должна оставаться чистой. Когда разрыв велик или ток высок, понижающий DC-DC преобразователь выполняет понижение, а LDO затем очищает результат. Наша страница о LDO против понижающего преобразователя излагает это разделение более подробно.

Одну границу стоит обозначить один раз: эта страница охватывает компоненты с низким падением. Трёхвыводные стабилизаторы в классическом стиле серии 78, с их большим падением и фиксированной цоколёвкой, находятся на смежной линейные стабилизаторы напряжения странице. Эти два семейства родственны, но задаются по-разному.

Падение: число, которое определяет весь выбор

Напряжение падения — это наименьший входо-выходной перепад, при котором стабилизатор ещё может удерживать выход в режиме регулирования при заданном токе нагрузки. Ниже этого перепада проходной транзистор насыщается, и выход следует за входом вниз. Для покупателя падение — это первый фильтр: оно определяет минимальное входное напряжение, которое шина может выдержать, и, следовательно, какой запас остаётся, когда питание проседает или батарея разряжается.

Отсюда следуют два практических момента. Во-первых, падение указывается при определённом токе нагрузки и растёт с ним, поэтому важна величина при вашей максимальной нагрузке, а не заголовочное число. Во-вторых, падение и ток покоя во многих архитектурах противодействуют друг другу; компонент, оптимизированный для одного, редко оптимален для другого. Определите оба до сравнения вариантов.

Работа над спецификацией означает фиксацию, как минимум:

• Диапазон входного напряжения, включая наихудшую нижнюю точку при переходных процессах
• Выходное напряжение и допуск, фиксированное или регулируемое
• Максимальный и типичный ток нагрузки
• Допустимое падение при этом максимальном токе
• Ток покоя, особенно для постоянно включённых шин
• Корпус и тепловой путь, поскольку рассеиваемая мощность равна (VIN − VOUT) × IOUT

Тепловой пункт часто является решающим. Малый корпус с большой входо-выходной разницей и реальным током нагрузки будет нагреваться независимо от того, насколько хороша выглядит электрическая спецификация.

Шум, PSRR и задачи чистой шины

Причина выбрать LDO вместо понижающего преобразователя часто заключается в шуме. Это описывают две величины. Выходной шум — это собственный вклад стабилизатора, указываемый в полосе частот и часто как спектральная плотность. Коэффициент подавления пульсаций источника питания (PSRR) описывает, насколько входная пульсация ослабляется на выходе, и он падает с ростом частоты, поэтому его нужно читать на тех частотах, которые фактически создаёт ваш вышестоящий преобразователь.

Типичные задачи чистой шины включают аналоговые входные каскады, сенсорные сигнальные цепи, цепи опорного напряжения и смещения, аудиотракты, а также тактовые или RF-секции, где пульсация питания превращается в фазовый шум. В каждом случае LDO питается от предварительно стабилизированной шины, и его задача — удалить то, что осталось. PSRR, выходной шум и шумовой вклад опорного напряжения являются критериями выбора; падение обычно легко удовлетворить, поскольку вышестоящая шина уже близка.

Компоновка и внешние компоненты влияют на результат не меньше, чем сам компонент. Входные и выходные конденсаторы, их ESR и размещение обратного пути по земле формируют стабильность и подавление. Рекомендуемые в технической документации (даташит) диапазоны ёмкости являются частью спецификации, а не запоздалой мыслью.

Задание LDO из этого диапазона

Наша линейка Weforsemi охватывает зарядные устройства ICs, LDO-стабилизаторы, повышающие преобразователи DC-DC ICs, понижающие преобразователи DC-DC ICs, драйверы подсветки ICs и драйверы LED ICs. LDO-стабилизаторы представлены в официальном каталоге как категория Low-Dropout Regulators (LDO), часть более широкого микросхемы управления питанием ICs предложения, которое также включает понижающие и повышающие преобразователи, драйверы LED, трёхвыводные стабилизаторы, устройства защиты от перенапряжения ICs и зарядные устройства для литиевых батарей ICs.

Чтобы задать ldo регулятор из этого диапазона, отправьте нам список из раздела о падении: входной диапазон, выходное напряжение и допуск, ток нагрузки, предел падения при этом токе, целевой ток покоя, предпочтение по корпусу, а также любые требования к шуму или PSRR с указанием важной полосы частот. Точные номера деталей, значения из технической документации (даташит) и текущая доступность подтверждаются при котировке, а не публикуются здесь, поэтому полученный вами ответ привязан к конкретной детали, которую мы предлагаем.

Сотрудники отдела закупок могут использовать тот же список как основу для сравнения между котировками: та же шина, та же нагрузка, те же тепловые допущения. Там, где конструкция находится между LDO и импульсным преобразователем, мы скажем об этом, а не будем навязывать деталь.

Часто задаваемые вопросы

Может ли Haiben поставить LDO-стабилизатор с определённым фиксированным выходным напряжением?

Да, при условии наличия доступного на тот момент диапазона. Сообщите нам требуемое выходное напряжение, допуск, входной диапазон и ток нагрузки, и мы подтвердим, какие опции LDO Weforsemi подходят. Точные номера деталей и значения из технической документации (даташит) подтверждаются при котировке.

Как мне выбрать между LDO-стабилизатором и понижающим преобразователем?

Сравните входо-выходную разницу с током нагрузки. Малая разница и умеренный ток благоприятствуют LDO из-за простоты и низкого шума; большая разница или высокий ток благоприятствуют понижающему преобразователю, часто с последующим LDO там, где нужна чистая шина. Наша LDO против понижающего преобразователя статья охватывает компромиссы.

Есть ли на этой странице трёхвыводные стабилизаторы серии 78?

Нет. Эти компоненты описаны на линейные стабилизаторы напряжения странице. Эта страница посвящена LDO-стабилизаторам, которые задаются прежде всего падением при токе нагрузки, током покоя, шумом и PSRR.