【導讀】低壓差(LDO)穩壓器在智能手機、可穿戴設備和其他便攜式小型設備等現代電子產(chǎn)品中發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用。由于其效率和可靠性，它們在系統級芯片(SoC)架構中的集成變得越來(lái)越普遍。然而，片上LDO選項和特性種類(lèi)繁多，使得選擇過(guò)程變得十分復雜。
低壓差(LDO)穩壓器在智能手機、可穿戴設備和其他便攜式小型設備等現代電子產(chǎn)品中發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用。由于其效率和可靠性，它們在系統級芯片(SoC)架構中的集成變得越來(lái)越普遍。然而，片上LDO選項和特性種類(lèi)繁多，使得選擇過(guò)程變得十分復雜。
在選擇LDO之前，明確定義IC設計的具體要求非常重要。需要考慮電壓調節需求、電源效率、噪聲敏感度和物理約束等因素。要為您的應用選擇合適的LDO，您必須首先明確具體要求并確定關(guān)鍵標準。
來(lái)源：Agile Analog
要確定最佳LDO，就必須了解現有的各種類(lèi)型及其獨特特性。
LDO的類(lèi)型
可編程LDO
這些LDO允許通過(guò)外部電阻或通過(guò)控制輸入以數字方式設置輸出電壓。通常見(jiàn)于具有多種電源模式的應用中，在活動(dòng)模式下需要一個(gè)電壓，在睡眠模式下需要另一個(gè)電壓。
固定輸出LDO
這些LDO提供由制造商預先確定的固定輸出電壓。使用簡(jiǎn)單，通常用于始終需要特定電壓的應用中。
超低壓差LDO
LDO的設計壓差小于200mV。非常適合需要通過(guò)最小化輸入和輸出之間的電壓損失來(lái)實(shí)現高效率的應用，通常用于為需要由DC-DC驅動(dòng)的大電流的應用提供額外的電源抑制。
低噪聲LDO
這些LDO提供穩定的輸出，且電氣噪聲極小。常用于敏感的模擬電路、RF電路和其他噪聲敏感型應用。
高PSRR LDO
具有高電源抑制比(PSRR)的LDO旨在抑制輸入電源的變化和噪聲。通常見(jiàn)于輸入電源質(zhì)量不可靠且驅動(dòng)電路敏感的應用中，例如音頻和通信系統。
無(wú)電容LDO
大多數LDO都需要片外輸出電容器才能有效運行。無(wú)需片外輸出電容器即可提供所需性能的LDO稱(chēng)為無(wú)電容LDO。無(wú)電容LDO非常適合對空間要求嚴格的應用，例如智能手機和可穿戴設備。
外部偏置LDO
這些LDO需要在輸出端(有時(shí)在輸入端)使用外部電容器來(lái)確保穩定性。適用于高輸出電流應用，或需要精確性能調整的應用，例如敏感模擬電路、RF應用和高性能數字系統。
大電流LDO
與標準LDO相比，它們可以提供更高的輸出電流。通常用于需要大量電流的應用，例如為微處理器或其他高功率組件提供數字電源。
低靜態(tài)電流LDO
LDO旨在在無(wú)負載時(shí)消耗極低的靜態(tài)電流。最適合電池供電設備中的常開(kāi)域，在這些設備中，電源效率和電池壽命至關(guān)重要。
關(guān)鍵性能指標
選擇LDO時(shí)，需要考慮一些基本因素，以確保所選的LDO滿(mǎn)足您的應用的特定要求。
漏失電壓
這是LDO正常調節所需的輸入和輸出電壓之間的最小差值。盡管LDO設計為在低壓差下工作，但輸入和輸出電壓之間仍然需要最小差值。較低的壓差有利于提高效率，并且對于低輸入電壓應用至關(guān)重要，但通常會(huì )導致噪聲和PSR受損。
靜態(tài)電流
這是LDO未提供負載電流時(shí)消耗的電流。低靜態(tài)電流對于電池供電應用至關(guān)重要，可最大程度延長(cháng)電池壽命。高靜態(tài)電流會(huì )降低整體效率和電池壽命。
負載調節
這衡量了LDO在負載電流變化時(shí)保持恒定輸出電壓的能力。LDO必須保持穩定的輸出電壓，而不管負載電流如何變化。高瞬態(tài)負載會(huì )導致輸出電壓變化，這可能會(huì )對敏感電子元件造成損害。
線(xiàn)路調節
這是為了在輸入電壓發(fā)生變化的情況下保持恒定的輸出電壓。這些變化會(huì )影響輸出電壓。雖然LDO通常提供良好的線(xiàn)路調節，但輸入電壓的大幅波動(dòng)可能會(huì )帶來(lái)挑戰。
因此，牢記這些關(guān)鍵事項非常重要。
輸出電壓精度
檢查容差和參考電壓精度，確保LDO能夠高精度地提供所需的輸出電壓。LDO的效率與輸出電壓與輸入電壓之比直接相關(guān)，這會(huì )導致功率損耗和發(fā)熱。
最大輸入電壓
確保LDO的最大輸入電壓額定值高于其在應用中遇到的最高電壓。
輸出電流能力
確認連續和峰值電流額定值，以保證LDO能夠提供應用所需的最大電流。
輸出噪聲和PSRR
檢查輸出噪聲和PSRR。低噪聲LDO對于敏感的模擬電路至關(guān)重要，而低輸出噪聲需要精心設計和選擇元件。高PSRR是抑制電源噪聲所必需的。較差的PSRR會(huì )導致輸入噪聲傳遞到輸出，從而影響供電電路的性能。
溫度性能
評估LDO的熱性能和熱阻，使其能夠有效散熱。LDO必須在很寬的溫度范圍內可靠運行，因為在極端溫度下性能可能會(huì )下降，從而影響壓差、PSRR和穩定性等參數。
LDO的進(jìn)步
LDO是核心IP模塊中必不可少的一部分，但選擇正確的LDO解決方案卻并非易事。傳統LDO市場(chǎng)多年來(lái)一直處于碎片化狀態(tài)，無(wú)法找到簡(jiǎn)單的LDO解決方案。LDO要求眾多，而且經(jīng)常相互沖突，因此沒(méi)有適合所有應用的解決方案。芯片設計人員不得不做出妥協(xié)，選擇相對最好的方案并使用變通方法。
幸運的是，隨著(zhù)LDO的最新進(jìn)展，現在有了另一種方法。Agile Analog等IP供應商提供全系列可定制且與工藝無(wú)關(guān)的LDO，因此不再需要妥協(xié)或變通。LDO的這些進(jìn)步非常重要，有助于讓芯片設計人員的工作更加輕松。
(作者：Chris，來(lái)源：EDN電子技術(shù)設計)
(原文刊登于EDN姊妹網(wǎng)站Planet Analog，參考鏈接：Key considerations and challenges when choosing LDOs，由Ricardo Xie編譯。)
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