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                                        穩壓器在空載的情況下能否穩定工作?

                                        發布時間:2020-12-03 來源:亞德諾半導體 責任編輯:lina

                                        【導讀】作為一名應用工程師,經常被問及有關穩壓器空載工作的問題。大多數現代 LDO 和開關穩壓器均能在空載的情況下穩定工作,那么,人們為什么還要再三詢問呢?
                                            
                                        一些老式的功率器件要求具有最小的負載以保證穩定性,因為其中一個必須得到補償的電極受有效負載電阻的影響。例如,圖 A 顯示,LM1117 至少需要 1.7 mA 的負載電流(最大 5 mA)。
                                         
                                        穩壓器在空載的情況下能否穩定工作?
                                        圖 A. LM1117 最小負載電流規格。
                                         
                                        大多數新型器件均能在無負載的情況下工作,對于這一規則,極少有例外情況。一些設計技術使得 LDO 在使用任何輸出電容(尤其是低 ESR 電容)的情況下都能保持穩定狀態,它們也用于保障器件在無負載情況下的穩定性。對于少數需要負載的現代器件,這一限制一般是通過旁路元件的漏電流造成的,而不是穩定性原因造成的。那么,您如何辨別呢?請參閱數據手冊。如果器件需要最小負載,數據手冊必定會提供一些信息。
                                         
                                        ADP1740 和其他低電壓、高電流 LDO 都屬于這一類。在最糟糕的情況下,集成電源開關產生的漏電流大約是 100 µA (85°C) 和 500 µA (125°C)。在無負載的情況下,漏電流會對輸出電容充電,直到開關的 VDS 低到足以將漏電流減小至可以忽略不計的水平,同時增加空載輸出電壓。數據手冊指出,至少需要 500 µA 的負載,因此,如果器件要在高溫下工作,則建議使用仿真負載。該負載小于設備的額定值 2 A。圖 B 顯示了 ADP1740 數據手冊中列出的最小負載電流規格。
                                         
                                        穩壓器在空載的情況下能否穩定工作?
                                        圖 B. ADP1740 最小負載電流規格
                                         
                                        如果數據手冊中未明確指出最小負載,該怎么辦?在大多數情況下,是不需要最小負載的。雖然聽起來可能不太令人信服,但是,如果需要最小負載,數據手冊中肯定會提供此類信息。然而,困惑往往隨之而來,因為數據手冊中通常使用圖表來顯示某個工作范圍的規格。大多數這些圖表采用對數形式,這使得它們可以顯示數十年的負載范圍,但是,對數刻度不能變為零。
                                         
                                        圖 C 顯示了 ADM7160 在 10 µA 到 200 mA 范圍內的輸出電壓以及接地電流和負載電流。其他圖表,例如接地電流與輸入電壓,顯示了多個負載電流時的測量結果,但并未顯示電流為零時的數據。
                                         
                                        穩壓器在空載的情況下能否穩定工作?

                                        穩壓器在空載的情況下能否穩定工作?
                                         
                                        圖 C. ADM7160 輸出電壓以及接地電流和負載電流。
                                         
                                        此外,PSRR、電源電壓調整率、負載調整、噪聲等參數指定了某個不包括零的負載電流范圍,如圖 D 所示。但是,這絕不意味著需要最小負載。
                                         
                                        穩壓器在空載的情況下能否穩定工作?
                                        圖 D. ADM7160 負載調整。
                                         
                                        您如果使用具有省電模式 (PSM) 的開關穩壓器,則往往會擔心穩壓器在輕負載時的工作情況,因為 PSM 會減少工作頻率、跳脈、提供脈沖群或出現這些情況的某種組合。在輕負載的情況下,PSM 會減少功耗,提高效率。其缺點在于輸出紋波會顯著增加,但是,器件仍可保持穩定狀態,并且可以在空載時輕松工作。
                                         
                                        如圖 E 中所示,當負載在 800 mA 與 1 mA 之間切換時,ADP2370 高電壓、低靜態電流降壓穩壓器因 PSM 工作產生了更多的紋波。測試是在 1 mA 時完成的這一事實并不代表 1 mA 就是最小負載。
                                         
                                        穩壓器在空載的情況下能否穩定工作?
                                        圖 E. 省電模式下的 ADP2370 負載瞬態。
                                         
                                        圖 F 顯示了隨負載電流變化的紋波電壓。在該例中,圖中所示的紋波電壓一直降到零,表明負載可以為零,并且空載時的噪聲不會比電流為 1 mA 或 10 mA 時的噪聲更糟糕。

                                        穩壓器在空載的情況下能否穩定工作?
                                        圖 F. ADP2370 輸出紋波與負載電流。
                                         
                                        結論
                                         
                                        大多數現代穩壓器均能在零負載電流的情況下穩定地工作,若存有疑問,可參考數據手冊。盡管如此,仍要注意。對數圖表無法歸零,且測試并非總是在零負載電流的情況下進行,因此,盡管未顯示空載數據,您也不應推斷出穩壓器無法在空載情況下正常工作。使用開關穩壓器時,在省電模式下出現紋波是正常的,并非意味著不穩定。
                                         
                                        ADM7160
                                        ●PSRR性能:54 dB (100 kHz)
                                        ●獨立于VLOUT的超低噪聲
                                        3 μV rms(0.1 Hz至10 Hz)
                                        9.5 μV rms(0.1 Hz至100 kHz)
                                        9 µV rms(10Hz至100KHz)
                                        17 µV rms(10Hz至1MHz)
                                        ●低壓差:
                                        150 mV(200 mA負載)
                                        ●最大輸出電流:200 mA
                                        ●輸入電壓范圍:2.2 V至5.5 V
                                        ●低靜態電流、低關斷電流
                                        ●初始精度:±1%
                                        ●在整個線路、負載與溫度范圍內的精度:−2.5%/+1.5%
                                        ●5引腳TSOT封裝和
                                        ●6引腳LFCSP封裝
                                        (來源:亞德諾半導體)
                                         
                                        免責聲明:本文為轉載文章,轉載此文目的在于傳遞更多信息,版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題,請電話或者郵箱聯系小編進行侵刪。
                                         
                                         
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