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LDO 内部 MOS管工作在线性放大区,而没有开或关的动作;且输出端采用负反馈回路,来调节并实现输出电压稳定性,输出纹波可以做得非常小。LDO 能减少差模纹波(由 PSRR 决定);对共模纹波无能为力,通常会 1:1 传递到输出端。
图1 LDO内部框图1、确定基本电气参数
Vin(输入电压):最高和最低输入电压(需要考虑输入纹波的峰值)。
Vout(输出电压):固定输出还是可调输出。
Iload(max)(最大负载电流):后端电路消耗的最大电流。
2、关键参数选型与计算
1)压降电压Vdropout
定义:为了保持输出电压稳定,输入端所需的最小电压差。
计算:Vin(min) ≥ Vout+Vdropout
普通LDO:压降一般在 1V∼2V。
低功耗LDO:压降可以低至 0.1V∼0.5V
例如:Vin = 3.3V,Vout = 3.0V,只要压降 0.3V 的 LDO 即可工作。
2)功耗与热计算
LDO的工作原理相当于一个可变电阻,将多余的电压以热的形式消耗掉。
(1)计算公式
Pd = (Vin-Vout)*Iload+(Vin*Ignd)
注:Ignd(静态电流)产生的功耗通常很小,重载时可以忽略。
(2)热学验证
计算出来的功耗会导致芯片发热,必须确保芯片温度在允许范围内。
Tj = Ta+(Pd*Rja)
Tj:结温,必须小于数据手册中的 Tj(max),通常为 125℃ 或 150℃
Ta:环境温度
Rja:芯片结到环境的热阻(取决于封装和PCB散热设计,单位℃/W)
3)电源抑制比(PSRR)
如果输入电源有噪声(比如来自开关电源的后级),或者需要给射频、音频电路供电,需要关注PSRR。
虽然不需要计算,但需要根据频率查图。例如:开关频率 1MHz,需要抑制 60dB,就需要选择在 1MHz 下 PSRR 较高的LDO(通常需要电容或特殊架构支持)。
4)精度计算
输出电压并非绝对精确,需要考虑总误差。Vout精度 = ±(初始精度+温漂+负载调整率+线性调整率)
粗略估算:普通 LDO 约为 ±2%∼±3%,精密LDO(用于ADC基准或DDR供电)可达 ±1%。
计算实例:要求输出 3.3V±3%(即 3.201V∼3.399V),选择的LDO精度必须在 3.3V*3% = 99mV 以内(包含所有波动)。
5)输出电容与ESR
LDO 需要输出电容来维持环路稳定。选型时必须查看数据手册推荐的电容值范围和 ESR 范围。
钽电容/铝电解电容:ESR 较高(几欧姆),适用于旧式 LDO。
陶瓷电容:ESR 很低(几毫欧),需要确认 LDO 是否支持。
3、选型流程总结
选输入输出:Vin > Vout+Vdropout
选电流:LDO额定电流 ≥ Iload(max)*1.2(留20%余量)。
热计算:确保 Tj < 125℃(建议留 20℃ 余量)。
选功能:
需要低功耗(电池供电):选择低 IQ(静态电流)LDO。
需要低噪声(RF/音频):选择高PSRR、带NR(噪声降低)引脚 LDO。
需要快速响应(数字负载突变):选择大带宽、大瞬态响应 LDO。
选封装:SOT-23(小电流)、SOP-8/DFN(中电流)、TO-252(大电流)。
4、实际计算案例
1)需求
锂电池供电(3.7V∼4.2V),输出 3.3V,给传感器供电(最大电流 0.2A),常温工作。
2)选型计算
压降:电池最低电压 3.7V,输出 3.3V,需要 Vdropout < 0.4V 的LDO。
功耗:最大功耗发生在电池电压最高时(4.2V)。
Pd(max) = (4.2V−3.3V)*0.2A = 0.18W
温升:假设选 SOT-23 封装(200℃/W)。
Tj = 25℃+(0.18W*200℃/W) = 25℃+36℃ = 61℃。
3)选择型号
查找 Vdropout < 0.4V@200mA,SOT-23封装,输出电压 3.3V 的 LDO。这里以「立创商城」为例说明选型方法。
▼根据分类,找到LDO

▼根据当前项目需求,通过筛选确定

▼得到 XC6206系列,或者类似规格

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