低压差线性稳压器开关电源的设计
一个交流参数,一般输出和输入的频率是一样的,PSRR的值越大说明LDO的纹波能力越强,也就是说输入对输出的影响很校尽管LDO的电源抑制比很强,但都是在一定频率内的抑制很强,一般的在50KHz到200kHz的电源抑制比还是很差的如图4为SGM2007的PSRR和频率曲线,而这段频率正是大多数开关电源的工作频率,如果LDO的负载和输入输出电容匹配不好,很容易引起LDO振荡。而造成整个LDO供电系统的不稳定。
目前市场上出售的开关电源大多数都是固定电压输出的,一般常用都是5V输出的,而一般的LDO应用最多的是3.3V输出的,在开关电源的输出做为LDO的输入时,就存在一个很大的压差,为1.7V。如果LDO电流很大的话如200mA,那么芯片的温度就会很高,功耗很大,长时间工作在高温的情况下,会影响芯片的工作寿命。
低压差线性稳压器功耗主要是输入电压,输出电压以及输出电流的函数。下列方程式可用来计算最恶劣情况下的功耗:
PD=(VINMAX-VOUTMIN)ILMAX。其中:PD = 最恶劣情况下的实际功耗,VINMAX = VIN 脚上的最大电压,VOUTMIN=稳压器输出的最小电压,ILMAX=最大(负载) 输出电流。
最大允许功耗(PDMAX) 是最大环境温度(*AX), 最大允许结温(TJMAX) (+125℃) 和结点到空气间热阻(qJA) 的函数。对于安装在典型双层FR4 电解铜镀层PCB板上的5引脚SOT-23封装器件,其(qJA)约为250℃/Watt。
PDMAX=(*AX- TJMAX)/ qJA
VINMAX=3.0V+10%,VOUTMIN=2.7V-2.5%,ILOADMAX=40mA,TJMAX= +125℃,*AX = +55℃
实际功耗PD=26.7mW,最大允许功耗: PDMAX="280mW"。
结语
当开关电源做为低压差线性稳压器输入时,一定要注意开关电源的纹波,开关频率对LDO的影响,及LDO负载电容的匹配,不要超过最大功耗,以影响系统的稳定性。
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