单体锂离子电池充足电时的电压为4.2V,放完电后的电压为2.3V,而有些标定电压为3.3V工作的微处理器DSP的最低工作电压可以达到2.9V。这样LDO输出值在小于标称值的一定范围内还是可以工作的。由上图可见,LDO的压差越小,输入和输出和箭头组成的图形近试平行四边形越长,LDO的工作时间就越长效率就越高,电池的待机时间也就会越长。
低压差线性稳压器由于存在压差,它最大的缺点是在热量管理方面,因为其转换效率近似等于输出电压除以输入电压的值。例如,如果一个驱动图像处理器的LDO输入电源是从单节锂电池标称的3.6V,在电流为200mA时输出1.8V电压,那么转换效率仅为50%,因此在手机中产生了一些发热点,并缩短了电池工作时间。虽然就较大的输入与输出电压差而言,确实存在这些缺点,但是当电压差较小时,情况就不同了。例如,如果电压从1.5V降至1.2V,效率就变成了80%。
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°C)和结点到空气间热阻(θJA)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-23A封装器件,其(θJA)约为250°C/Watt。
PDMAX=(*AX-TJMAX)/θJA
VINMAX=3.0V+10%,VOUTMIN=2.7V-2.5%,ILOADMAX=40mA,TJMAX=+125°C,*AX=+55°C
实际功耗PD=26.7mW,最大允许功耗:PDMAX=280mW.
在低压差线性稳压器(LDO)的使用过程中一定要注意合理分配LDO实际功耗,不要超过他的最大功耗。以影响系统的稳定性。
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