作為一名應(yīng)用工程師,經(jīng)常有人問(wèn)我穩(wěn)壓器的空載運(yùn)行情況。
大多數(shù)現(xiàn)代LDO和開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器可以在空載條件下穩(wěn)定工作,為什么人們不斷提出要求?一些舊式功率設(shè)備要求最小負(fù)載以確保穩(wěn)定性,因?yàn)楸仨氀a(bǔ)償?shù)碾姌O之一會(huì)受到有效負(fù)載電阻的影響。
例如,圖A顯示LM1117需要至少1.7 mA(最大5 mA)的負(fù)載電流。
圖A. LM1117最小負(fù)載電流規(guī)格。
大多數(shù)新設(shè)備都可以在沒(méi)有負(fù)載的情況下工作,并且該規(guī)則幾乎沒(méi)有例外。
當(dāng)使用任何輸出電容器(尤其是低ESR電容器)時(shí),一些設(shè)計(jì)技術(shù)可使LDO保持穩(wěn)定狀態(tài)。
它們還用于確保設(shè)備在空載條件下的穩(wěn)定性。
對(duì)于一些需要負(fù)載的現(xiàn)代設(shè)備,此限制通常是由旁路組件的泄漏電流引起的,而不是出于穩(wěn)定性的原因。
那么,你怎么知道呢?請(qǐng)參考數(shù)據(jù)表。
如果器件要求的負(fù)載最小,則數(shù)據(jù)表必須提供一些信息。
ADP1740和其他低壓大電流LDO屬于此類。
在最壞的情況下,集成電源開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的泄漏電流約為100 μA(85°C)和500 μA(125°C)。
在空載條件下,泄漏電流將對(duì)輸出電容器充電,直到開(kāi)關(guān)的VDS足夠低,以將泄漏電流減小到可以忽略的水平,同時(shí)增加空載輸出電壓。
數(shù)據(jù)手冊(cè)指出,至少需要500 A的負(fù)載,因此,如果器件要在高溫下運(yùn)行,建議使用仿真負(fù)載。
負(fù)載小于器件2 A的額定值。
圖B顯示了ADP1740數(shù)據(jù)手冊(cè)中列出的最小負(fù)載電流規(guī)格。
圖B. ADP1740最小負(fù)載電流規(guī)格。
如果數(shù)據(jù)表中未明確指出最小負(fù)載,該怎么辦?在大多數(shù)情況下,不需要最小負(fù)載。
盡管這聽(tīng)起來(lái)并不令人信服,但如果需要最小負(fù)載,則肯定會(huì)在數(shù)據(jù)表中提供此類信息。
但是,經(jīng)常會(huì)引起混淆,因?yàn)閿?shù)據(jù)手冊(cè)中經(jīng)常使用圖形來(lái)顯示特定工作范圍的規(guī)格。
這些圖大多數(shù)都是對(duì)數(shù)形式的,這使它們可以顯示數(shù)十年來(lái)的負(fù)載范圍,但對(duì)數(shù)刻度不能為零。
圖C顯示了ADM7160的輸出電壓,接地電流和負(fù)載電流,范圍為10 μA至200 mA。
其他圖形,例如接地電流和輸入電壓,顯示了多個(gè)負(fù)載電流的測(cè)量結(jié)果,但當(dāng)電流為零時(shí)未顯示數(shù)據(jù)。
圖C. ADM7160輸出電壓,接地電流和負(fù)載電流。
此外,如圖D所示,諸如PSRR,電源電壓調(diào)節(jié),負(fù)載調(diào)節(jié)和噪聲之類的參數(shù)指定了不包括零的負(fù)載電流范圍。
但這絕不意味著需要最小負(fù)載。
圖D.ADM7160負(fù)載調(diào)整如果您使用具有省電模式(PSM)的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器,那么您經(jīng)常會(huì)擔(dān)心穩(wěn)壓器在輕負(fù)載下的工作條件,因?yàn)镻SM會(huì)降低工作頻率,跳過(guò)脈沖,提供脈沖序列或其中一些條件。
組合的種類。
在輕載條件下,PSM將減少功耗并提高效率。
缺點(diǎn)是輸出紋波將顯著增加,但該設(shè)備仍可保持穩(wěn)定狀態(tài),并且在無(wú)負(fù)載時(shí)也可以輕松工作。
如圖E所示,當(dāng)負(fù)載在800 mA和1 mA之間切換時(shí),由于PSM工作,ADP2370高壓,低靜態(tài)電流降壓調(diào)節(jié)器會(huì)產(chǎn)生更多紋波。
測(cè)試是在1 mA下完成的事實(shí)并不意味著1 mA是最小負(fù)載。
圖E.省電模式下的ADP2370負(fù)載瞬變圖F顯示了紋波電壓與負(fù)載電流的關(guān)系。
在此示例中,圖中所示的紋波電壓已降至零,表明負(fù)載可以為零,并且空載時(shí)的噪聲不會(huì)比電流為1 mA或10 mA時(shí)的噪聲差。
圖F. ADP2370輸出紋波和負(fù)載電流結(jié)論大多數(shù)現(xiàn)代穩(wěn)壓器可以在零負(fù)載電流下穩(wěn)定工作。
如有疑問(wèn),請(qǐng)參閱數(shù)據(jù)表。
盡管如此,仍然有必要注意。
對(duì)數(shù)圖不能恢復(fù)為零,并且測(cè)試并不總是在零負(fù)載電流下執(zhí)行。
因此,盡管未顯示空載數(shù)據(jù),但您不應(yīng)推斷調(diào)節(jié)器在空載條件下無(wú)法正常工作。
使用開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器時(shí),在省電模式下出現(xiàn)波紋是正?,F(xiàn)象,但這并不意味著不穩(wěn)定。
ADM7160PSRR性能:獨(dú)立于VLOUT超低噪聲的54 dB(100 kHz)3μVrms(0.1 Hz至10 Hz)9.5μVrms(0.1 Hz至100 kHz)9μVrms(10 Hz至100KHz)17μVrms(10