摘要：對于低壓差線性穩壓器（LDO），你是否還是簡單地根據輸入輸出電壓和電流來選型？你有沒有考慮過其他參數存在的意義？如果沒有，那就來了解一下LDO常見的幾個重要參數和在實際應用中的參考意義吧。
一、LDO的幾個重要參數
低壓差線性穩壓器（LDO）它的終極使命就是為后級電路提供穩定的電壓電流。在選擇LDO時，除了選擇合適的工作電壓和帶載電流，通常還需要結合當前輸入端的供電環境，輸出端的負載要求，結合LDO的幾個常見參數選擇最適合的LDO。下面是LDO常見的幾個重要參數。
1. 壓差
LDO的輸入電壓和輸出電壓的差值就是LDO的壓差。在一定的負載電流下，LDO以最小的輸入電壓維持正常的輸出電壓，此時輸入電壓與輸出電壓的差稱為最小壓差。LDO在不同的負載電流下有著不同的最小壓差。為了保證輸出電壓的穩定，在實際應用中需要根據負載電流的大小來判斷保證正常的輸出電壓所需的最小壓差。LDO的壓差決定了它的工作電壓范圍，低壓差的LDO則可以接受更低的工作電壓，應用在輸入電壓更低的場合，并且降低了耗散功率，提高了效率。圖1是某LDO壓差特性曲線，該LDO標稱輸出電壓為2.8V，從圖中可以看出，輸出電流為500mA時，輸入電壓至少要為3.2V以上才能維持正常的2.8V電壓輸出。
圖1 壓差特性曲線
2. 地電流
地電流是LDO正常工作時地引腳流過的電流，是LDO工作時自身消耗的電流，也等于輸入電流與負載電流的差，當輸出電流為0時，該電流又稱靜態電流。通常地電流小的LDO的其他參數性能相對比較差，反之亦然。一般在電池供電場合，地電流小的LDO，能夠提高設備的續航時間和供電效率。通常地電流與輸入電壓、溫度和負載電流等有關。圖2是某LDO地引腳電流與輸入電壓的關系曲線，通常來說地電流會隨著輸入電壓的增大而增大。
圖2 地電流特性曲線
3. 負載調整率
通常在一定輸入電壓下，隨著負載電流的變化，LDO的輸出電壓也會有一定的變化。通過負載調整率這個參數我們就能知道LDO在不同的負載電流下，輸出電壓的變化范圍。所以負載調整率表征LDO在負載變化時，輸出維持穩定電壓的一種能力。在某一恒定的輸入電壓下，我們可以通過改變負載電流，測試實際輸出電壓偏離與標稱電壓的百分比來得到負載調整率。
負載調整率=(V_MAX-V_MIN)/V_OUT ×100%
這里VMAX為測試過程中LDO的最大輸出電壓，VMIN為最小輸出電壓，VOUT為標稱輸出電壓。通過式子，可以知道LDO的負載調整率越小穩壓能力越出色。圖3為某LDO負載調整曲線，通常來說隨著輸出電流的增大輸出電壓會有所下降。
圖3 負載調整曲線
4. 線性調整率
通常在一定負載電流下，隨著輸入電壓的變化，LDO的輸出電壓也會有一定的變化。通過線性調整率這個參數我們就能知道LDO在不同的輸入電壓下，輸出電壓的變化范圍。所以線性調整率表征LDO在輸入電壓變化時，輸出維持穩定電壓的一種能力。在某一恒定的負載電流下，我們可以通過改變輸入電壓，測試實際輸出電壓偏離與標稱電壓的百分比來得到線性調整率。
線性調整率=(V_MAX-V_MIN)/V_OUT ×100%
這里VMAX為測試過程中LDO的最大輸出電壓，VMIN為最小輸出電壓，VOUT為標稱輸出電壓。通過式子，可以知道LDO的線性調整率越小穩壓能力越出色。圖4為某LDO線性調整曲線，該LDO在輸入電壓為3.5V~5.0V時輸出電壓相對較高。
圖4 線性調整曲線
5. 電源紋波抑制比（PSRR）
LDO通常會使用開關電源作為供電設備，開關電源的工作原理就決定了開關電源會產生較大的紋波。LDO通常有著出色的抑制紋波的能力。參數PSRR就是表征LDO抑制輸出紋波的能力的，它的單位為dB。通過測試LDO的輸入和輸出端的紋波幅值，根據以下式子計算就能得到LDO的紋波抑制比（PSRR）。
PSRR=20lg V_(IN-Ripple)/V_(OUT-Ripple)
這里VOUT-Ripple為LDO輸出端紋波幅值，VIN-Ripple為輸入端紋波幅值。不同的頻率的紋波，LDO的PSRR值也會不同，通過式子我們知道，PSRR的值越大，紋波抑制能力越出色。圖5為某LDO PSRR曲線，該LDO的PSRR與旁路電容有關，在紋波頻率為10Hz時，該LDO的PSRR約為64dB。
圖5 PSRR特性曲線
6. 瞬態響應
在LDO應用中，輸入電壓和輸出負載有時候會有劇烈的變化。LDO的輸入端可能會因為供電設備的電壓波動而造成LDO的輸入端電壓劇烈變化的情況。輸出端可能會出現輸出負載的切換，出現某部分負載啟動或停止等情況。這些情況都會造成LDO輸出電壓產生波動。我們可以通過LDO的瞬態響應曲線來了解LDO在遇到輸入電壓或負載電流在劇烈變化時LDO輸出電壓的變化情況。具有良好瞬態響應的LDO，在輸入電壓或負載電流在劇烈變化時，LDO的輸出電壓波動幅度小，恢復時間快。圖6為某LDO線性瞬態響應曲線，當輸入電壓波動1V時，輸出電壓也跟著波動約25mV，然后電壓逐漸恢復。圖7為某LDO負載電流突然從0.1mA切換為500mA時，輸出電壓瞬間會跌落約40mV然后有所恢復。
圖6 線性瞬態響應曲線
圖7 負載瞬態響應曲線
二、如何設計一個性能良好的穩壓電路
1. 在靠近LDO的輸入輸出端接電容，為了獲得更好的瞬態響應可以適當增大輸入輸出電容容值；
2. 為了降低輸出噪聲提高PSRR，在LDO的BYP引腳處接入合適的旁路電容；
3. 根據供電電源特點，負載的供電要求，結合以上參數選擇性能優異的LDO，例如ZL6205。
ZL6205是廣州立功科技股份有限公司設計的一款500mA低壓差線性穩壓器（LDO）。 ZL6205具有極低的關斷電流和靜態功耗，特別適用于2.3V至5.5V的供電設備。ZL6205的初始輸出電壓精度為±1%。當輸出電流500mA時，ZL6205典型壓差為240mV。ZL6205內置快速放電電路，當輸入電壓掉電到設定值時，內部快速放電電路開啟使輸出快速放電。ZL6205具有欠壓保護、過流保護、短路保護和過溫保護等保護功能。ZL6205應用于低噪聲應用時可外接旁路電容來降低輸出噪聲。其良好的PSRR，調整率與瞬態響應等動態響應特性，為用戶優秀的設計添磚加瓦。ZL6205采用TSOT23-5封裝，減少了所需電路板的空間，外圍僅需要極少元件，降低了用戶使用的成本。
ZL6205產品特性
l 500mA最大輸出電流；
l 低壓差（典型值為240mV@IO=500mA）；
l 可與陶瓷輸出電容配合使用；
l 必要時外部10 nF旁路電容，用于低噪聲；
l 快速啟動；
l 具有快速放電功能；
l 靜態電流典型值50μA；
l 初始電壓精度±1.0%；
l 欠壓保護；
l 過流保護；
l 過溫保護；
l TSOT23-5封裝；
l 不含鉛、鹵素和BFR，符合RoHS標準。 |
