Calculateur de tension LDO
Calculez la tension d'entrée minimale du LDO à partir des spécifications de chute, déterminez la dissipation de puissance et estimez l'efficacité à une tension d'alimentation donnée.
Formule
Comment ça marche
Le calculateur de perte de tension du régulateur de tension détermine la tension d'entrée minimale et la perte d'efficacité des régulateurs LDO, ce qui est essentiel pour les appareils alimentés par batterie, les étages de post-régulation et les circuits analogiques sensibles au bruit. Les ingénieurs en gestion de l'alimentation, les concepteurs d'appareils portables et les architectes à signaux mixtes utilisent cet outil pour optimiser l'utilisation de la batterie tout en garantissant une tension de sortie stable. Selon la note d'application SLVA079 de TI, la tension de chute représente le différentiel Vin-Vout minimum pour la régulation ; en dessous de ce seuil, la sortie suit l'entrée avec un PSRR dégradé. Les régulateurs modernes à très faible chute atteignent 50 à 150 mV au courant nominal à l'aide de transistors PMOS pass (Rds (on) = Vdropout/Iload). Selon le guide de sélection du LDO d'Analog Devices, la perte de charge augmente de façon approximativement linéaire avec le courant de charge : un appareil de 150 mV à 500 mA produit 300 mV à 1 A. Pour les applications utilisant des batteries lithium-ion (plage de décharge de 4,2 V à 3,0 V), un LDO à 200 mV alimentant une charge de 3,3 V fonctionne en régulation jusqu'à une tension de batterie de 3,5 V, capturant 75 % de l'énergie totale de la batterie contre seulement 60 % avec un régulateur de chute de 500 mV.
Exemple Résolu
Sélectionnez un LDO pour un capteur BLE fonctionnant sur une sortie Li-ion monocellulaire (4,2 à 3,0 V) à 3,3 V/100 mA. Exigences : fonctionne jusqu'à ce que la batterie atteigne 3,4 V (utilisation de la capacité à 95 %), 60 <5 µA quiescent current, PSRR > dB à 1 kHz. Étape 1 : Calculez la chute maximale — VDropout_Max = 3,4 - 3,3 = 100 mV à 100 mA. Étape 2 : Sélection des candidats : TI TPS7A02 (25 mV @ 100 mA, 25 nA Iq), Analog Devices ADP160 (90 mV @ 100 mA, 560 nA Iq), Torex XC6220 (100 mV @ 100 mA, 8 µA Iq). Étape 3 : Vérifier la température — PDISS_Max = (4,2 - 3,3) × 0,1 = 90 mW dans SOT-23 (θJA = 180 °C/W) : ΔT = 16 °C — acceptable. Étape 4 : Évaluation du PSRR — TPS7A02 : 60 dB à 1 kHz, 40 dB à 100 kHz. ADP160 : 70 dB à 1 kHz. Étape 5 : Sélectionnez — TPS7A02 pour le Iq le plus faible (25 nA) dans les applications toujours actives, ADP160 pour le meilleur PSRR dans les applications RF/analogiques.
Conseils Pratiques
- ✓Conformément à la note d'application « LDO Basics » d'Analog Devices, utilisez des LDO basés sur le PMOS pour une perte de charge minimale (50 à 200 mV) par rapport à ceux basés sur le NPN (500 mV-2 V) ; les LDO NMOS nécessitent une pompe de charge mais atteignent un taux de chute intermédiaire (200 à 400 mV)
- ✓Ajoutez une marge de 100 mV à la tension d'entrée minimale calculée pour la tolérance de fabrication, les variations de température et la marge de manœuvre transitoire : un dispositif de coupure de 100 mV nécessite une marge nominale de 200 mV
- ✓Pour les applications de batterie critiques, sélectionnez les LDO avec blocage du courant inverse pour éviter que la batterie ne se décharge par le LDO lorsque Vout > Vin pendant l'arrêt
Erreurs Fréquentes
- ✗Ignorer la variation de chute avec le courant de charge : la fiche technique spécifie généralement la chute à un courant (par exemple, 150 mV à 500 mA), mais à 1 A, elle peut atteindre 350 mV en raison du passage du transistor Rds (on) × courant
- ✗En utilisant le taux de chute typique au lieu du taux maximal : conformément aux spécifications TI, le rapport de chute typique/maximal est de 1:1,5 à 1:2 sur toute la plage de températures ; conception à la valeur maximale
- ✗Négliger les pertes transitoires : le passage du courant de charge de 10 mA à 500 mA entraîne une baisse supplémentaire de 50 à 100 mV pendant une période de stabilisation de 10 à 50 µs en raison de la bande passante de la boucle de régulation
Foire Aux Questions
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