如何理解LDO参数（下）

什么是静态电流？

静态的定义为“非活动或休眠的状态或阶段”。因此，静态电流IQ是系统处于待机模式且在轻载或空载条件下所消耗的电流。静态电流通常会与关断电流相混淆，关断电流是指设备处于关闭状态但系统仍与电池相连的情况下所消耗的电流。不过，这两种参数在任何电池电流消耗低的设计中都很重要。

静态电流适用于大多数集成电路(IC)设计，其中放大器、升降压转换器和低压降稳压器(LDO)都会影响消耗的静态电流量。当LDO完全运行时，可采用公式1计算其功耗：

PD=(VIN-VOUT)x IOUT+(VINxIQ)

例如，如果需要使用静态电流为0.05mA的LDO，在输出电流为200mA的情况下将4.2V电压降至1.8V，在公式1中输入上述数字所得的功耗(PD)为：

PD=(4.2-1.8)x.2+(4.2x.00005)PD=480.21mW

当应用切换至待机模式或进入轻载状态时，静态电流对功耗的影响将显著增大。继续之前的示例，如果IOUT显著降低（例如100µA），则PD将为：

PD=(4.2-1.8)x.0001+(4.2x.00005)PD=.45mW

在此示例中，静态电流几乎贡献了50%的功耗。

您可能会想，“这并没有浪费太多电量”。但对于大部分时间都处于待机或关机模式的应用，情况会怎么样呢？智能手表、健身追踪器、甚至手机中的一些模块常常会处于上述一种状态。对于健身追踪器而言，若显示屏未一直处于运行状态，则意味着其系统始终处于待机模式，等待被唤醒。这表示用于稳压的LDO的静态电流将对电池寿命产生重大影响。

空间限制和电池寿命

随着消费趋势继续向小型和轻型消费产品的方向发展，工程师面临着在保持或延长电池寿命的同时减小电池尺寸的挑战。大多数情况下，电池是设计中最大且最重的部件；但是，您并不希望缩小电池的物理尺寸，因为这可能会减少电池容量、缩减电池寿命。因此，所有其他板载器件都必须尽可能采用小尺寸。

什么是PSRR？

PSRR是一个常见技术参数，在许多LDO数据表中都会列出。它规定了特定频率的交流元件从LDO输入衰减到输出的程度。公式1将PSRR表示为：

公式表明衰减程度越高，以分贝表示的PSRR值将越大。（某些供应商采用负号来表示衰减，而大多数供应商，包括TI在内，却并非如此。）

在数据表的电气特性表中，常常可以找到在120Hz或1kHz频率下规定的PSRR。但是，单独使用此参数可能无法确定给定的LDO是否满足具体的滤波要求。下面，对原因进行具体说明。

确实适合应用的PSRR

假设将12V电压轨调节至4.3V的直流/直流转换器。后面连接了LDO，这是一款PSRR值较高的LDO，用于调节3.3V电压轨。4.3V电压轨上因开关生成的纹波为±50mV。LDO的PSRR将确定在LDO的输出端剩余的纹波量。

为确定衰减程度，首先必须了解出现纹波的频率。假设此示例中对应的频率为1MHz，因为此值正好处于常见开关频率范围的中间。可以看到，在120Hz或1kHz下指定的PSRR值对此分析没有任何帮助。相反，您必须参考下图中的PSRR图

在以下条件下，1MHz时的PSRR指定为45dB。

IOUT = 150mAVIN - VOUT = 1VCOUT = 1μF

假设这些条件与具体的应用条件相符。在此情况下，45dB相当于178的衰减系数。可以预计，输入端的±50mV纹波在输出端将被降至±281μV。

更改条件

但是，假设您更改了条件并决定将VIN- VOUT减小到250mV，以便更有效地进行调节。那么，您需要参考图3中的曲线：

可以看到，如果保持所有其他条件不变，1MHz时的PSRR减小到23dB，即衰减系数为14。这是因为互补金属氧化物半导体CMOS)导通元件进入三极管（或线性）区，即，随着VIN- VOUT的值接近压降电压，PSRR开始降低。（请记住，压降电压是输出电流及其他因素的函数。因此，较低的输出电流会降低压降电压，有助于提高PSRR。）

更改输出电容器的电容值也会产生影响，如图4所示。

将输出电容器的电容值从1μF提高到10μF时，尽管VIN- VOUT的值仍然为250mV，1MHz时的PSRR将增大到42dB。曲线中的高频峰已向左移动。这是由于输出电容器的阻抗特性导致的。通过适当调整输出电容值，可以调整或增大衰减程度，以便与特定开关噪声频率保持一致。

该内容转载自网络，仅供学习交流使用，如有侵权，请联系删除。