低壓差線性穩(wěn)壓器在開關(guān)電源中的應(yīng)用(2)

　　目前大多IC設(shè)計產(chǎn)商生產(chǎn)的低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)典型封裝都是SOT23-5和SOT23-3，如圣邦微電子的SGM2007，SGM2013。圖3為SGM2007的典型應(yīng)用電路圖。

　　目前市場上出售的開關(guān)電源中采用雙極性晶體管制成的開關(guān)頻率100kHz，用MOS-FET制成的開關(guān)頻率500kHz電源。開關(guān)電源的突出缺點是產(chǎn)生較強的EMI。EMI信號既具有很寬的頻率范圍，又有一定的幅度，經(jīng)傳導(dǎo)和輻射會污染電磁環(huán)境，對通信設(shè)備和電子產(chǎn)品造成干擾。如果處理不當，開關(guān)電源本身就會變成一個干擾源。當用開關(guān)電源做為LDO的輸入VIN時要注意LDO電源抑制比和功耗。

　　電源抑制比 (PSRR，Power supply ripple rejection ratio)是反應(yīng)LDO輸出對輸入紋波抑制能力的一個交流參數(shù)，一般輸出和輸入的頻率是一樣的，PSRR的值越大說明LDO的紋波能力越強，也就是說輸入對輸出的影響很小。盡管LDO的電源抑制比很強，但都是在一定頻率內(nèi)的抑制很強，一般的在50KHz到200kHz的電源抑制比還是很差的如圖4為SGM2007的PSRR和頻率曲線，而這段頻率正是大多數(shù)開關(guān)電源的工作頻率，如果LDO的負載和輸入輸出電容匹配不好，很容易引起LDO振蕩。而造成整個LDO供電系統(tǒng)的不穩(wěn)定。

　　目前市場上出售的開關(guān)電源大多數(shù)都是固定電壓輸出的，一般常用都是5V輸出的，而一般的LDO應(yīng)用最多的是3.3V輸出的，在開關(guān)電源的輸出做為LDO的輸入時，就存在一個很大的壓差，為1.7V。如果LDO電流很大的話如200mA，那么芯片的溫度就會很高，功耗很大，長時間工作在高溫的情況下，會影響芯片的工作壽命。

　　低壓差線性穩(wěn)壓器功耗主要是輸入電壓，輸出電壓以及輸出電流的函數(shù)。下列方程式可用來計算最惡劣情況下的功耗：

　　PD=(VINMAX-VOUTMIN)ILMAX。其中:PD = 最惡劣情況下的實際功耗，VINMAX = VIN 腳上的最大電壓，VOUTMIN=穩(wěn)壓器輸出的最小電壓，ILMAX=最大(負載) 輸出電流。

　　最大允許功耗(PDMAX) 是最大環(huán)境溫度(TAMAX), 最大允許結(jié)溫(TJMAX) (+125℃) 和結(jié)點到空氣間熱阻(qJA) 的函數(shù)。對于安裝在典型雙層FR4 電解銅鍍層PCB板上的5引腳SOT-23封裝器件，其(qJA)約為250℃/Watt。

　　PDMAX=(TAMAX- TJMAX)/ qJA

　　VINMAX=3.0V+10%，VOUTMIN=2.7V-2.5%，ILOADMAX=40mA，TJMAX= +125℃，TAMAX = +55℃

　　實際功耗PD=26.7mW，最大允許功耗: PDMAX=280mW。

　　結(jié)語

　　當開關(guān)電源做為低壓差線性穩(wěn)壓器輸入時，一定要注意開關(guān)電源的紋波，開關(guān)頻率對LDO的影響，及LDO負載電容的匹配，不要超過最大功耗，以影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。