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關(guān)于36V低耗電LDO的分析介紹

立錡科技 ? 來(lái)源:djl ? 2019-10-09 16:47 ? 次閱讀
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RT9073 的最高輸入電壓為 5.5V,這個(gè)參數(shù)下的器件用在 5V 以下工作電壓的場(chǎng)合是再合適不過(guò)的,再加上它的最低輸入電壓可以低達(dá) 1.2V,所以它的適應(yīng)能力是非常廣泛的,但要讓它滿足許多工業(yè)應(yīng)用的需求就顯得不足了,因?yàn)槟切﹫?chǎng)合的工作電壓常常為 12V、24V、36V、48V……,有的時(shí)候甚至?xí)叩?72V,這時(shí)候就需要用到更高耐壓的產(chǎn)品了。

針對(duì) 12V/24V 場(chǎng)合的應(yīng)用,36V 器件通常是合適的。立锜 36V 耐壓的線性穩(wěn)壓器主要有這幾個(gè)型號(hào):RT9069,RT9058,RT2560Q,RTQ2569-QA,其中除了 RT9069 的額定負(fù)載能力為 200mA 以外,其他型號(hào)的負(fù)載能力都是 100mA,封裝則根據(jù)各自應(yīng)用目標(biāo)的不同而不一樣,而它們最大的共同點(diǎn)是靜態(tài)耗電都只有 2μA,要比傳統(tǒng)的三端穩(wěn)壓器低很多。

RT9058 是最典型的三端穩(wěn)壓器,使用起來(lái)最簡(jiǎn)單,加電就會(huì)有輸出:

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RT9058 的封裝形式和引腳布置

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RT9058 的應(yīng)用電路

作為一款標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品,RT9058 提供 2.5V、3V、3.3V、5V、6V、9V 和 12V等固定電壓輸出的版本,大多數(shù)常規(guī)應(yīng)用的需求都可滿足。

舉個(gè)最常見(jiàn)的例子,各種類型的火災(zāi)煙霧報(bào)警器,它們的工作電壓范圍指標(biāo)通常都是 9V-35V,靜態(tài)耗電大多為幾十到幾百個(gè)μA,報(bào)警時(shí)的電流消耗通常為 10-20mA,有的可以到 60mA,RT9058 用在這樣的地方就是最佳的選擇。對(duì)于幾十到幾百μA的系統(tǒng)靜態(tài)耗電,RT9058 低達(dá) 2μA 的靜態(tài)耗電在其中的占比非常小,實(shí)現(xiàn)了靜態(tài)效率的最佳化,而到了報(bào)警情形下的十幾 mA 或幾十 mA 耗電又在 RT9058 100mA 供電能力的范圍之內(nèi),完全可以滿足需要。

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報(bào)警時(shí)負(fù)載電流的跳變會(huì)造成穩(wěn)壓器輸出電壓的瞬態(tài)變化,而我們從上圖 RT9058 Load Transient Response 的波形來(lái)看,幾十 mA 的電流變化對(duì)它的影響是非常小的,我們完全不用擔(dān)心這樣的過(guò)程會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生任何不良影響。

對(duì)于接入電源總線的火災(zāi)探測(cè)器來(lái)說(shuō),它的電流變化總是會(huì)在電源總線上激起一陣電壓波動(dòng)的漣漪,但對(duì)于常用的 24V 總線來(lái)說(shuō),36V 耐壓的 RT9058 對(duì)于這樣的問(wèn)題還有 12V 以上的耐壓裕量,而且我們還可以在探測(cè)器的電源輸入端加入一只電解電容來(lái)消除負(fù)載變化、電源通斷等過(guò)程可能產(chǎn)生的振蕩過(guò)程,所以 RT9058 用在這樣的場(chǎng)合是非常安全的。

RT9069 在設(shè)計(jì)上要比 RT9058 多一個(gè)使能控制端,它的應(yīng)用電路圖是這樣的:

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這樣一來(lái),像 RT9058 那樣使用三個(gè)端子的封裝就不可行了,所以 RT9069 使用了這些封裝:

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RT9069 的封裝形式和引腳布置

SOP-8、SOT-23-5 和 SOT-89-5 都是傳統(tǒng)上常見(jiàn)的封裝,UDFN-6L 這種只有1.6mmX1.6mm 的封裝則相對(duì)比較新,但是它的功率耗散能力可是相當(dāng)好,為 2.15W,遠(yuǎn)比比它體積大很多的 SOT-89-5 為大,后者的數(shù)據(jù)只有 0.87W,所以在空間緊湊的應(yīng)用中 UDFN 封裝是很好的選擇。

上面截取的 RT9069 原理圖中出現(xiàn)了一個(gè)注解:Effective Capacitance>=1μF,這個(gè)在應(yīng)用中是非常重要的,所以我特別做點(diǎn)解釋。我們可能在設(shè)計(jì)時(shí)選擇了一個(gè) 1μF 的電容以后就認(rèn)為它是 1μF 的,但這對(duì)陶瓷電容來(lái)說(shuō)常常是不成立的,見(jiàn)下圖:

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這是 muRata 一款 10V 耐壓 1μF 電容的電容量與其電壓偏置之間的關(guān)系,當(dāng)外加電壓為 6V 時(shí),實(shí)際的電容量只有大約 0.26μF,與標(biāo)稱值 1μF 差了很遠(yuǎn),如果你所使用的 RT9069 的輸出電壓恰好為 6V,與其配套的輸出電容又是這樣一只電容,與規(guī)格書(shū)要求的有效輸出電容量要大于等于 1μF 就嚴(yán)重不符,最后出來(lái)的電路可能就不能穩(wěn)定工作,那時(shí)候再來(lái)修改設(shè)計(jì)就有點(diǎn)麻煩了。實(shí)際上,在所有使用到陶瓷電容的地方你都需要去做這樣的檢查工作,相關(guān)的數(shù)據(jù)你可以從電容器制造商那里獲取到。需要再補(bǔ)充的是,電容器的交流偏置對(duì)其容量也有影響,你必須一起考慮。上述這款電容與交流偏置之間的關(guān)系如下圖所示,僅供參考。

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如果你要在很寬的溫度范圍內(nèi)使用器件,溫度對(duì)電容參數(shù)的影響也是要被納入考慮范疇的,這在使用 RT9069 的時(shí)候可能不是很重要,但在使用 RT2560Q 和 RTQ2569-QA 的時(shí)候就很重要了,這是因?yàn)?RT9069 屬于商用規(guī)格的器件,應(yīng)用場(chǎng)合的溫度范圍可能不是太寬,但 RT2560Q 和 RTQ2569-QA 屬于車(chē)規(guī)器件,前者的工作溫度范圍為 -40℃~85℃(經(jīng)過(guò) AEC-Q100 Grade 3 認(rèn)證),后者的工作溫度范圍為 -40℃~125℃(經(jīng)過(guò) AEC-Q100 Grade 1 認(rèn)證),它們對(duì)配套器件的要求也提高了。實(shí)際上,上面這款電容的溫度規(guī)格為 X5R,即只能在 -55℃~85℃ 之間工作,它可以和 RT2560Q 配套使用,要和 RTQ2569-QA 配套時(shí),你就只能選用 X7R 規(guī)格的了(-55℃~125℃),同時(shí)還要看這樣的電容是否通過(guò)了 AEC-Q200 的認(rèn)證。下面給出同款電容的溫度特性以供參考:

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RT9069 可以提供的標(biāo)準(zhǔn)電壓版本為 2.5V、3V、3.3V、5V、9V、12V,但是如果你對(duì)其他的電壓版本也有需求,你可以在 2.5V-12V 之間提出要求,只是需要提前得到立锜的合同確認(rèn),這是需要特別注意的。

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