低压差线性稳压器在开关电源中解决方案

LDO应用于开关电源

目前大多IC设计产商生产的低压差线性稳压器(LDO)典型封装都是SOT23-5和SOT23-3，如圣邦微电子的SGM2007，SGM2013。

目前市场上出售的开关电源中采用双极性晶体管制成的开关频率100kHz，用MOS-FET制成的开关频率500kHz电源。开关电源的突出缺点是产生较强的EMI。EMI信号既具有很宽的频率范围，又有一定的幅度，经传导和辐射会污染电磁环境，对通信设备和电子产品造成干扰。如果处理不当，开关电源本身就会变成一个干扰源。当用开关电源做为LDO的输入VIN时要注意LDO电源抑制比和功耗。

电源抑制比 (PSRR，Power supply ripple rejection ratio)是反应LDO输出对输入纹波抑制能力的一个交流参数，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小。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(TAMAX), 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=(TAMAX- TJMAX)/ qJA

VINMAX=3.0V+10%，VOUTMIN=2.7V-2.5%，ILOADMAX=40mA，TJMAX= +125℃，TAMAX = +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。

发布者：博子