低压差线性稳压器在开关电源中的应用(2)

2012-12-16 21:34:23来源: 互联网 关键字:低压差  线性  稳压器  开关电源
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。图3为SGM2007的典型应用电路图。

 

  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。

关键字:低压差  线性  稳压器  开关电源

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/1216/article_17832.html
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