對于很多新手來(lái)說(shuō)，尋找一些資料來(lái)閱讀并進(jìn)行分析，是比較有效率的一種學(xué)習方法。很多人會(huì )從LDO規格書(shū)開(kāi)始入手，但是LDO規格書(shū)當中有很多較為專(zhuān)業(yè)的名詞，對于新手來(lái)說(shuō)并不容易理解。本篇文章就將對LDO規格書(shū)中一些經(jīng)常出現的一些概念進(jìn)行解釋。 

 

圖1 

 

如圖1所示，以藍色橢圓形圈出的過(guò)熱保護電路，可在輸出引腳(VOUT)和接地引腳(GND)短路等狀況時(shí)檢測電壓調節器是否過(guò)熱，并停止電壓調節器的運行以防止其受損。如果電壓調節器結點(diǎn)的溫度超過(guò)150°C，則過(guò)熱保護電路會(huì )停止電壓調節器的運行。此外，如果電壓調節器停止運行后結點(diǎn)的溫度降至125°C 以下，則將重新開(kāi)始電壓調節器的運行。(實(shí)際溫度會(huì )因產(chǎn)品而異)因此，過(guò)熱保護電路的操作將重復關(guān)閉和開(kāi)啟電壓調節器，直至引起電壓調節器過(guò)熱的原因被消除。結果可能會(huì )產(chǎn)生脈沖形輸出電壓。請避免這種情況的發(fā)生。在規格書(shū)中，用過(guò)熱保護檢測溫度(TTSD)和過(guò)熱保護解除溫度(TTSR)來(lái)表示。 

 

圖2 

 

當通過(guò)CE引腳將電壓調節器從工作模式切換至待機模式時(shí)，VOUT引腳電壓不會(huì )立即降至接地的水平，因為輸出電容需要時(shí)間來(lái)放電。為防止這種情況，理光在具有此功能的電壓調節器輸出電路(圖2中用藍色圓圈圈出)中增加了N型晶體管，以使輸出電容可以迅速放電。自動(dòng)放電功能可以與系統關(guān)斷時(shí)序相結合。 

圖3

 

如圖3所示，連接至VOUT引腳的電容在不帶自動(dòng)放電功能的情況下放電需要2.73秒，而在自動(dòng)放電功能的情況下放電則只需要126μs。 

 

自動(dòng)放電功能確保了當電壓調節器進(jìn)入待機模式時(shí)輸出快速下降，同時(shí)也能防止當連接至VOUT引腳的輸出電容向外部系統放電時(shí)(如圖3中右圖所示)可能會(huì )產(chǎn)生的問(wèn)題。 

 

諸如手機等越來(lái)越多的各種設備不僅僅具有通話(huà)模式(工作模式)和關(guān)閉模式這兩種狀態(tài)，同時(shí)還具有待機模式(休眠模式)等狀態(tài)。但是，在工作模式和休眠模式中，電壓調節器必須滿(mǎn)足完全不同的要求。在工作模式中，電壓調節器必須快速響應并具有高紋波抑制比，但在休眠模式中會(huì )消耗較低的消費電流。為了滿(mǎn)足這些相互沖突的條件，理光的電壓調節器具備了節電功能，可允許在快速響應模式和低功耗模式之間進(jìn)行切換。 

圖4 

 

快速響應模式具有比低功耗模式快100倍的負載瞬態(tài)響應速度，而輸出電壓變化則為低功耗模式的1/10。 

 

與快速響應模式相比，低功耗模式的消費電流僅為1/10。 

圖5 

 

快速響應模式中，1kHz時(shí)的紋波抑制比約為75dB，而在低功耗模式中，1kHz時(shí)的紋波抑制比將為約35dB。 

圖6

圖7 

 

圖8 

 

浪涌電流限制電路可防止電壓調節器啟動(dòng)時(shí)的浪涌電流造成輸出電壓的波動(dòng)。由于短路限流電路的作用，電壓調節器輸出電流和輸出電壓之間的關(guān)系圖呈折回形狀，如圖8所示。但是，啟動(dòng)電壓調節器時(shí)，會(huì )有大量的電流在輸出電容充電前涌入。輸出電壓和輸出電流特性實(shí)例圖，大約會(huì )有1600mA的浪涌電流在流動(dòng)。這種情況下，輸出電流將會(huì )受到影響，一旦浪涌電流停止，輸出電流將會(huì )立即猛增。為了避免這種情況的發(fā)生，浪涌電流限制電路會(huì )在電壓調節器啟動(dòng)后的一定時(shí)間內將輸出電流限制在500mA以下。 

 

浪涌電流限制電路會(huì )在電壓調節器啟動(dòng)時(shí)限制浪涌電流。但是當輸出電容較大時(shí)可能無(wú)法產(chǎn)生足夠的效果。當浪涌電流限制時(shí)間短于浪涌電流發(fā)生時(shí)間時(shí)就會(huì )出現這種情況。R1190x系列的浪涌電流限制電路通過(guò)連接電容至 DELAY引腳來(lái)設定浪涌電流限制的時(shí)間。浪涌電流限制時(shí)間(tD)和連接至DELAY引腳的電容器的電容CD(F)之間的關(guān)系可通過(guò)以下公式來(lái)計算：tD = <0.000198+ (3.79 x 107 x CD)> x VIN 即使電容沒(méi)有和 DELAY 引腳連接，浪涌電流也會(huì )被限制。這種情況下，CD=0，根據上述公式計算可得出浪涌電流限制時(shí)間。(tD=約200μs × VIN) 

圖9 

 

雙通道LDO電壓調節器 

 

雙通道LDO 電壓調節器包括單路輸入類(lèi)型和雙路輸入類(lèi)型。單路輸入類(lèi)型中兩個(gè)電壓調節器共享一個(gè)輸入引腳，由于減少了引腳的數量，因此其封裝較小。但是，在輸入電壓和輸出電壓之間存在較大的差異，由于兩個(gè)電壓調節器的輸入電壓相同，因此能耗和功耗會(huì )變大。 

圖10 

 

使用前的注意事項 

 

圖11 

 

 

確保VDD和GND導線(xiàn)的魯棒性。如果它們的阻抗過(guò)大，則可能會(huì )導致噪聲或使運行不穩定。在VDD和GND引腳之間連接一個(gè)大小適當的電容，并且盡可能的靠近引腳。 

相位補償 

 

在LDO(低輸入輸出電壓差)電壓調節器中具有相位補償，因此即使在負載電流變化時(shí)也能確保穩定運行。為此，采用了具有良好頻率特性和適宜的ESR(等效串聯(lián)電阻)的電容COUT。(陰影區域中為數據值)如果采用了鉭電容且電容的等效電阻值較大，則輸出可能會(huì )不穩定。評估電路時(shí)應將頻率特性考慮在內。根據電容尺寸、制造商和元件型號，電容的偏壓特性和溫度特性有所不同。評估電路時(shí)應將實(shí)際特性考慮在內。 

圖12 

 

 

如圖13所示，藍色橢圓形中所示的短路限流電路作為“電流限制”，在輸出引腳(VOUT)和接地引腳(GND)短路時(shí)，通過(guò)限制輸出電流來(lái)保護電壓調節器免受損害。它由過(guò)流保護電路和短路電流保護電路組成。在特性實(shí)例中，在“輸出電壓和輸出電流”圖上，過(guò)流保護活動(dòng)用藍色線(xiàn)條標出，短路電流保護活動(dòng)用藍色圈圈出。過(guò)流保護的限制電流值在規格書(shū)中沒(méi)有定義。請參閱特性實(shí)例的圖表。短路電流保護的限制電流值在規格書(shū)中被定義為短路限流(Ilim)。在理光電壓調節器中，通常設定在 30mA 至 250mA 的范圍內。