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如何选择恰当的超低静态电流LDO稳压器

如何选择恰当的超低静态电流LDO稳压器
来源:电子工程网 时间:2012-07-19
电子应用 设计人员现今面临的一项极重要挑战是将电子系统能耗降至低。为了达到此目的,大多数系统利用不同的低功率模式,帮助降低整体功耗。在利用不同工作模式时,系统供电电流差异极大,低者如休眠模式下仅为数微安(μA)或不足1微安,高者如完整功率模式下达数十毫安(mA)甚至数百毫安。低压降线性稳压器(通常简称为LDO)是任何电源系统的常见构建模块,而线性稳压器的选择对系统总体能耗有重要影响。不仅如此,系统设计常常要求LDO不仅具有超低静态电流特性,还应当提供良好的动态性能,确保提供稳定及无噪声的电压输入端,适合敏感电路应用。这些要求还常常相互排斥,为IC设计人员带来切实的挑战。因此,市场上同时满足两方面要求的LDO为数不多。

本文将探讨在选择 LDO 时需要在提供低IQ与良好动态性能之间进行的折衷,及现时一些能达至可接受的平衡的技巧。

选择LDO时要顾及的因素

为低功率应用选择线性稳压器时,工程师主要搜寻符合他们输入电压及输出电流规格的超低IQ(本文的定义是静态电流IQ<15 μA) LDO。当根据 IQ 规格来进行选择可提供一些很好的LDO电流消耗相关的初始信息,但IQ相同或近似的两款LDO在动态性能方面可能差异很大。如果我们回想起来IQ的定义是没有施加任何负载条件下的接地电流消耗,那么IQ就变成一个实际参数了。在实际案例中,可能更适宜于查看极轻载条件下的接地电流消耗(数微安至数百微安)。需要说明的是,在评估不同制造商的各种LDO产品后,不难发现数据表中的IQ规格仅针对的是完美的空载条件,而非较真实的10至100μA输出负载。某些时候,知道与输入电压或温度相关的接地电流特性也有实质意义。市场上某些稳压器在输入电压下降时接地电流明显增大, LDO 进入其压降区。在选择用于电池供电设备的LDO时,这可能是重要因素。其它意料之外的电流消耗可能对产品有负责影响,大幅缩短电池使用时间。如果应用在大部分时间处于空闲或休眠状态,仅消耗极小电流,这种意料之外的影响就尤为严重了。设计人员应常阅读数据表的IQ规格,而且若有可能,在决定选择某个特定LDO之前,还要审查相关的IQ与ILOAD对比图表。

超低 IQ LDO 的动态性能参数

影响超低IQ LDO稳压器动态性能参数主要有两项因素。一是使用的技术节点。安森美半导体的大多数超低IQ LDO采用的是先进的CMOS或BiCMOS技术,并提供针对低功耗、高速电源管理IC优化的特定工艺流程。虽然恰当的技术选择必不可少,但很明显的是,这还不能确保LDO稳压器具有良好的动态性能。确定终性能的第二个关键是设计LDO时应用的设计技术,而这来自于此领域的设计经验。安森美半导体在这个领域拥有40多年的经验,世代的器件同时提供超低噪声、良好的电源抑制比(PSRR)及超低IQ。为了详细阐明这一点,下文将探讨不同类型稳压器的动态性能。