LDO 드롭아웃 전압 계산기
드롭아웃 사양에서 LDO 최소 입력 전압을 계산하고, 전력 손실을 결정하고, 지정된 공급 전압에서의 효율을 추정합니다.
공식
작동 방식
전압 조정기 드롭아웃 계산기는 LDO 조정기의 최소 입력 전압과 효율 손실을 결정합니다. 이는 배터리 구동 장치, 포스트 레귤레이터 스테이지 및 잡음에 민감한 아날로그 회로에 필수적입니다.전원 관리 엔지니어, 휴대용 장치 설계자 및 혼합 신호 설계자는 이 도구를 사용하여 안정적인 출력 전압을 보장하면서 배터리 활용도를 극대화합니다.TI 애플리케이션 노트 SLVA079 에 따르면 드롭아웃 전압은 레귤레이션을 위한 최소 Vin - Vout 차이를 나타내며, 이 임계값 미만에서는 PSRR이 저하된 입력을 출력합니다.최신 초저 드롭아웃 레귤레이터는 PMOS 패스 트랜지스터를 사용하여 정격 전류에서 50-150mV를 달성합니다 (Rds (on) = V드롭아웃/Iload).Analog Devices의 LDO 선택 가이드에 따르면 드롭아웃은 부하 전류에 따라 거의 선형적으로 증가합니다. 500mA 장치에서 150mV 드롭아웃은 1A에서 300mV를 나타냅니다. 리튬 이온 배터리 애플리케이션 (4.2V ~ 3.0V 방전 범위) 의 경우 3.3V 부하에 전력을 공급하는 200mV 드롭아웃의 LDO가 3.5V 배터리 전압까지 정상적으로 작동합니다. 500mV 드롭아웃의 경우 전체 배터리 에너지의 75% 를 캡처하는 데 비해 총 배터리 에너지의 75% 를 캡처합니다. 조절기.
계산 예제
단일 셀 리튬 이온 (4.2-3.0V) 에서 3.3V/100mA 출력까지 작동하는 BLE 센서용 LDO를 선택하십시오.<5 µA quiescent current, PSRR >요구 사항: 배터리가 1kHz에서 3.4V (95% 용량 사용률), 60dB에 도달할 때까지 작동하십시오.1단계: 최대 드롭아웃 계산 — 브이드롭아웃_맥스 = 3.4 - 3.3 = 100mA에서 100mV.2단계: 스크린 후보 — TI TPS7A02 (25mV @ 100mA, 25nA Iq), 아날로그 디바이스 ADP160 (90mV @ 100mA, 560nA Iq), 토렉스 XC6220 (100mV @ 100mA, 8µA Iq).3단계: 열 확인 — PDISS_Max = (4.2 - 3.3) × 0.1 = 90mW (θJA = 180°C/W): ΔT = 16°C — 허용 가능. SOT-234단계: PSRR 평가 — TPS7A02:1kHz에서 60dB, 100kHz에서 40dB.ADP160:1kHz에서 70dB.5단계: 상시 작동 애플리케이션에서 가장 낮은 Iq (25nA) 를 사용하려면 TPS7A02, RF/아날로그 애플리케이션에서 최상의 PSRR을 사용하려면 ADP160 을 선택하세요.
실용적인 팁
- ✓아날로그 디바이스의 'LDO Basics' 애플리케이션 노트에 따르면, NPN 기반 (500mV-2V) 과 비교하여 드롭아웃 (50-200mV) 이 가장 낮은 PMOS 기반 LDO를 사용하십시오. NMOS LDO에는 차지 펌프가 필요하지만 중간 드롭아웃 (200-400mV) 이 가능합니다.
- ✓제조 허용 오차, 온도 변화 및 과도 헤드룸을 위해 계산된 최소 입력 전압에 100mV 마진을 추가합니다. 100mV 드롭아웃 디바이스에는 200mV의 공칭 헤드룸이 필요합니다.
- ✓중요한 배터리 애플리케이션의 경우 종료 시 Vout > Vin 일 때 LDO를 통한 배터리 소모를 방지하기 위해 역전류 차단 기능이 있는 LDO를 선택하십시오.
흔한 실수
- ✗부하 전류에 따른 드롭아웃 변동 무시 — 데이터시트에는 일반적으로 한 전류 (예: 500mA에서 150mV) 에서의 드롭아웃이 명시되어 있지만 1A에서는 패스 트랜지스터 Rds (on) × 전류로 인해 350mV에 도달할 수 있습니다.
- ✗TI 사양에 따른 최대 드롭아웃 대신 일반적인 드롭아웃 사용 시, 온도 범위에서 일반적인 드롭아웃 대 최대 드롭아웃 비율은 1:1.5 ~ 1:2 입니다. 최대값으로 설계되었습니다.
- ✗일시적 드롭아웃 무시 — 제어 루프 대역폭으로 인해 10mA에서 500mA까지의 부하 전류 단계로 인해 10-50µs의 안정화 기간 동안 50-100mV의 추가 드롭아웃이 발생합니다.
자주 묻는 질문
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