一、引言
眾所周知,LDO憑借其低噪聲、低壓差和簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)的特點(diǎn),成為電子系統(tǒng)中不可或缺的電源管理器件。那么面對(duì)形形色色,種類繁多的LDO芯片,孰優(yōu)孰劣,我們應(yīng)該怎樣客觀的評(píng)價(jià)?是否能夠滿足我們項(xiàng)目的需求?面對(duì)規(guī)格書(shū)上的各種參數(shù),到底能不能達(dá)到宣稱的那么好?今天用這篇文章,跟大家聊聊幾個(gè)關(guān)鍵的參數(shù)應(yīng)該怎么測(cè)。如果有不妥之處,還請(qǐng)留言討論。
二、LDO關(guān)鍵參數(shù)列表
1.輸出電壓精度(Output Voltage Accuracy)
標(biāo)稱電壓與實(shí)測(cè)值的最大偏差,反映系統(tǒng)級(jí)誤差容限;
2. 負(fù)載調(diào)整率(Load Regulation)
動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性指標(biāo):表征輸出阻抗特性;
3. 線性調(diào)整率(Line Regulation)
輸入電壓擾動(dòng)對(duì)輸出的靜態(tài)影響;
4. 靜態(tài)電流(Quiescent Current, IQ)
維持控制電路工作的最小能耗;
5. 壓差電壓(Dropout Voltage)
維持穩(wěn)壓的最小VIN-VOUT差值;
6. 電源抑制比(PSRR, Power Supply Rejection Ratio)
動(dòng)態(tài)抗擾度指標(biāo):對(duì)數(shù)化輸入紋波衰減能力;
7. 瞬態(tài)響應(yīng)(Transient Response)
負(fù)載階躍時(shí)的恢復(fù)能力;
8. 溫度穩(wěn)定性(Temperature Stability)
熱漂移特性:綜合溫度系數(shù)指標(biāo);
9. 效率(Efficiency)
能量轉(zhuǎn)換有效性;
三、測(cè)試方法與步驟
1. 輸出電壓精度
測(cè)試目標(biāo):驗(yàn)證標(biāo)稱輸出電壓與實(shí)際值的偏差。
設(shè)備:數(shù)字萬(wàn)用表(高精度)、示波器。
步驟:
1. 設(shè)置LDO輸入電壓為標(biāo)稱值,負(fù)載為典型值(如50mA)。
2. 用萬(wàn)用表測(cè)量輸出電壓,重復(fù)多次取平均值。
3. 計(jì)算誤差:
2. 負(fù)載調(diào)整率
測(cè)試目標(biāo):負(fù)載變化時(shí)輸出電壓的波動(dòng)。
設(shè)備:可編程電子負(fù)載、萬(wàn)用表。
步驟:
1. 固定輸入電壓,負(fù)載從空載到滿載(如0mA → 500mA)分步變化。
2. 記錄每步的輸出電壓,計(jì)算最大偏差:
3. 線性調(diào)整率
測(cè)試目標(biāo):輸入電壓變化時(shí)輸出電壓的穩(wěn)定性。
設(shè)備:可調(diào)直流電源、萬(wàn)用表。
步驟:
1. 固定負(fù)載,輸入電壓在允許范圍內(nèi)變化(如標(biāo)稱值±10%)。
2. 記錄輸出電壓變化,計(jì)算線性調(diào)整率:
4. 靜態(tài)電流(IQ)
測(cè)試目標(biāo):LDO自身功耗的關(guān)鍵指標(biāo)。
設(shè)備:高精度電流表(或萬(wàn)用表電流檔)。
步驟:
1. 斷開(kāi)負(fù)載,僅保留LDO空載工作。
2. 在輸入電源回路中串聯(lián)電流表,直接讀取IQ值。
注意:需確保輸入電壓高于壓差電壓。
5. 壓差電壓(Dropout Voltage)
測(cè)試目標(biāo):LDO維持穩(wěn)壓的最小輸入-輸出電壓差。
設(shè)備:可調(diào)電源、電子負(fù)載、萬(wàn)用表。
步驟:
1. 設(shè)置滿載電流,逐步降低輸入電壓直至輸出電壓跌落(如標(biāo)稱值-2%)。
2. 記錄此時(shí)的輸入電壓Vin_min,計(jì)算壓差:
6. 電源抑制比(PSRR)
測(cè)試目標(biāo):LDO抑制輸入紋波的能力。
設(shè)備:信號(hào)發(fā)生器、示波器、頻譜分析儀。
步驟:
1. 在輸入電壓上疊加交流信號(hào)(如100Hz-1MHz)。
2. 測(cè)量輸出端紋波電壓Vout_rippleVout_ripple
和輸入端紋波Vin_ripple。
3. 計(jì)算PSRR:
7. 瞬態(tài)響應(yīng)
測(cè)試目標(biāo):負(fù)載突變時(shí)輸出電壓的恢復(fù)能力。
設(shè)備:電子負(fù)載(支持瞬態(tài)模式)、示波器。
步驟:
1. 設(shè)置電子負(fù)載在兩種電流間階躍跳變(如50mA → 500mA,頻率1kHz)。
2. 用示波器捕獲輸出電壓波形,測(cè)量過(guò)沖/下沖幅度和恢復(fù)時(shí)間。
8. 溫度穩(wěn)定性
測(cè)試目標(biāo):溫度變化對(duì)輸出電壓的影響。
設(shè)備:恒溫箱、萬(wàn)用表。
步驟:
1. 將LDO置于恒溫箱,設(shè)置溫度范圍(如-40°C → +85°C)。
2. 記錄不同溫度下的輸出電壓變化。
9. 效率
測(cè)試目標(biāo):輸入功率到輸出功率的轉(zhuǎn)換效率。
公式:
注意:LDO效率較低,僅適合低壓差場(chǎng)景。
四、總結(jié)
在不同的行業(yè),不同的產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)景當(dāng)中,對(duì)于LDO各個(gè)參數(shù)的需求各有側(cè)重,那就需要我們來(lái)重點(diǎn)測(cè)試評(píng)估。比如:在電池供電設(shè)備中,產(chǎn)品的工作時(shí)長(zhǎng)依賴于電池續(xù)航,輸入電壓隨電池放電逐漸降低,需要低功耗和低壓差;在模擬電路中,對(duì)電源噪聲敏感,需極低噪聲和高PSRR;除了以上,有的還需要過(guò)壓保護(hù)的需求,過(guò)流保護(hù)的需求,快速掉電的需求等等。研發(fā)永遠(yuǎn)是在實(shí)現(xiàn)需求與妥協(xié)中找到最優(yōu)解。
希望能夠通過(guò)以上對(duì)于LDO的測(cè)試方法,有效幫助大家評(píng)估選型。以上是我個(gè)人在工作與學(xué)習(xí)中的對(duì)于知識(shí)點(diǎn)的理解和把握,還請(qǐng)帶著批判的思維去看待。如有不妥或者更好的觀點(diǎn),歡迎留言,謝謝!