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使用LDO低壓差線性穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)電源要注意什么？
在一個(gè)電子產(chǎn)品的系統(tǒng)中，不同的模塊可能用到的不同的供電電壓，比如繼電器用DC12V，單片機(jī)用DC5V或者DC3.3V，其它的芯片或者傳感器可能又要用到DC1.8V。但供電電源一般是只有一種電壓的。所以我們經(jīng)常會(huì)用到LDO低壓差線性穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)出不同電壓來滿足不同器件的電壓需要。
具有3個(gè)端子的可調(diào)式并聯(lián)穩(wěn)壓器
利用可調(diào)精度的器件，簡單地實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定電壓
我們可調(diào)精度的器件有多種版本可供選擇，您可以輕松找到適合您的電源管理設(shè)計(jì)和其他應(yīng)用的器件。它們采用小型SOT23 SMD塑料封裝，具備不同的電壓容差、溫度范圍和動(dòng)態(tài)響應(yīng)。
一般來說，LDO低壓差線性穩(wěn)壓器的使用是非常簡單的，一進(jìn)一出，前后各一個(gè)濾波電容就完事了。
LDO基礎(chǔ)應(yīng)用電路
但看似簡單的東西，如果不小心就會(huì)出大問題了，經(jīng)驗(yàn)不足的電子工程師設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品可能可靠性就不高了。生產(chǎn)出貨后發(fā)現(xiàn)老是有壞的，有返修的。還找不出原因！
下面通過一個(gè)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)給大家分享一下用LDO低壓差線性穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)電源的注意事項(xiàng)
最近設(shè)計(jì)的一個(gè)產(chǎn)品，輸入電壓是12V，用到一個(gè)SOT23-5封裝的LDO把電壓降到5V給MCU供電。樣品做好后，功能測試一切正常。做可靠性測試時(shí)，因?yàn)闇y試設(shè)備的供電電壓是DC24V的，測試員問能不能進(jìn)行測試。因?yàn)檫x用的LDO最高輸入電壓是30V的，我想都沒想就說沒問題，然后就進(jìn)行測試了，結(jié)果測試過程中樣品全燒壞了。分析樣品發(fā)現(xiàn)：“LDO燒壞，MCU也燒壞”！
所以我們不要輕視LDO這個(gè)簡單的東西，用起來還是有大學(xué)問的！
注意輸出電壓的公差（Tolerance）
在設(shè)計(jì)產(chǎn)品的時(shí)候要考慮到電源的精度要求。比如單片機(jī)用供電電壓做ADC參考電壓值，如果電源的精度不夠高或者紋波過大就會(huì)影響到ADC測量值的準(zhǔn)確度了。舉一個(gè)例子：一個(gè)用NTC測溫的電子溫度計(jì)，如果電子工程師用了5%精度的LDO，生產(chǎn)出的產(chǎn)品可能一致性就比較差了，每個(gè)溫度計(jì)顯示的溫度都可能不一樣！
注意輸出電流的最大值
這個(gè)是非常關(guān)鍵的參數(shù)，使用的電流超過了LDO的最大輸出電流，那么電壓就不穩(wěn)了，系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)故障。
LDO極限參數(shù)
輸出電流建議按2/3原則來考慮。整個(gè)系統(tǒng)消耗的最大電流不要超過LDO輸出電流的2/3。假如整個(gè)系統(tǒng)消耗的最大電流為50mA，建議選用的LDO最大電流需要有50*3/2=75mA。
注意封裝的散熱能力及功耗
在選用LDO低壓差線性穩(wěn)壓器電子元器件的時(shí)候，尺寸當(dāng)然是越小越好了，但必須考慮到該封裝尺寸的散熱能力及功耗是否符合設(shè)計(jì)要求。
散熱能力及功耗表
因?yàn)檩斎肓烁叩碾妷海敵隽说偷碾妷?，所以LDO本身是要承受了一定的電壓差的，電壓差越大，它的發(fā)熱量就會(huì)越大。發(fā)熱過大，溫度高了，LDO就會(huì)燒壞了！
功耗計(jì)算舉例：
輸入電壓：30V
輸出電壓：5V
工作電流10mA
那么LDO承受的功率=（30-5）*10mA=0.25W。上面散熱能力及功耗表顯示SOT23-5的功耗為0.2W，如果選用了SOT23-5封裝的LDO，那么你設(shè)計(jì)的產(chǎn)品是不可靠的，LDO很容易會(huì)燒壞！上面提到的產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工作電壓是12V的，但用24V電壓進(jìn)行測試時(shí)把樣品燒壞了。就是因?yàn)閴翰钤龃?，功耗超出了SOT23-5封裝的承受能力。結(jié)果把LDO燒壞了！
功耗建議用1/2原則來選擇LDO的封裝，假如LDO需承受的功率為0.25W，那系應(yīng)該選用0.5W功耗能力的封裝！實(shí)在達(dá)不到1/2原則的情況，PCB 應(yīng)該增加散熱面積。功耗比較大的情況還需要給LDO安裝散熱片。
注意LDO的壓降
選用LDO時(shí)一定要注意壓降參數(shù)，如果壓降不夠的話，輸出的電壓就不穩(wěn)了。每款LDO的壓降需求可能都是不一樣的，需要看清楚規(guī)格書。確認(rèn)是否符合設(shè)計(jì)要求。
LDO電氣特性
上圖這款LDO，壓降要求為2V。說明輸入電壓必須比輸出電壓高2V才可以穩(wěn)定的工作。假如輸出電壓要求為5V，但輸入的電壓只有6V，那么輸出的電壓就沒有5V了。
注意靜態(tài)電流
靜態(tài)電流指的是LDO工作本身需要消耗的電流。特別是用電池供電的產(chǎn)品，需要選用較低靜態(tài)電流的LDO以提升產(chǎn)品的待機(jī)時(shí)間！
LDO基本特性
注意輸入、輸出端的濾波電容
每款LDO要求的濾波電容量也會(huì)有差異，設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該參照規(guī)格書的要求，選用合適的電容
LDO應(yīng)用電路
選用容量過小的電容，輸出的電壓可能會(huì)不穩(wěn)或者紋波比較大。如果輸入的電源紋波本身就比較大，輸入和輸出端建議選用更大容量的電容。
電容的耐壓值也需要注意，一般使用2倍原則來選用。假如輸入端電壓為24V，那么最好選擇50V耐壓的電容，如果耐壓值實(shí)在達(dá)不到2倍也不能少于1.5倍。否則你的產(chǎn)品是不可靠的。
