电源之LDO-8.LDO选型与计算
-----------------------------------------简介--------------------------------------
主要内容包括：
ldo在实际应用中应该如何选取?输入输出电容如何选取?热性能如何估算?负载应该多大?
-----------------------------------------正文--------------------------------------
一、明确需求并选型
1. 输出电压
个人公众号：硬件之路学习笔记
根据电路需求明确ldo的输出电压大小，如果后级电路容纳电压范围较大，应当尽量选择常见电压，如3.3v、2.5v等。因为这样的电压等级可以选择固定输出电压的ldo，输出电压更加准确且不需要外部反馈电阻。
2. 输出电流
根据后级电路需求明确ldo的输出电流能力，并在预估的最大电流基础上留有一定裕度，例如需求600ma，可以选择800ma最好是1a输出能力的ldo，这样对提高ldo的热性能以及噪声抑制能力有利。
3. 异常保护能力
根据项目情况确定是否需要多大的过流保护能力，防止短路时烧坏后级电路;同时还有热关断等能力也是需要考虑的项。
4. 精度
根据后级电路需求明确ldo的精度，包括整个工作温度范围与整个负载范围内的精度。
5. 外置使能
根据项目情况确定是否需要使能控制ldo工作与否。
6. 软起动
根据项目情况确定是否需要软起动功能的ldo。
7. 压降
根据前后电路确定ldo的压降大小，并根据ldo数据手册的相关信息选型。
我们假设我们需要一款负载能力大于800ma，输入电压5v，输出电压4v的ldo，电压精度不小于3%;拥有使能开关引脚，由3.3v单片机高低电平控制;拥有软起动功能;其工作温度环境为50℃;有输出异常指示引脚。
筛选后的型号为：ti的tps7a91，其精度在整个温度范围与负载范围内为1%，输入电压范围1.4~6.5v，输出电压范围为0.8~5.2v;下面我们对其性能进行具体分析并绘制其外围电路。
二、外围电路与参数计算
1. 热性能-参考：电源之ldo-3. ldo的热性能
已知压降为5v-4v=1v;负载电流最大800ma;则最大功率为1*0.8=0.8w;
查看数据手册发现其son-10封装热阻rθja为56.9℃/w，则其温升为：56.9*0.8=45.52;由于其工作环境温度为50℃，则内核温度为：45.52+50=95.52℃，未超过其最大内核温度125℃，满足要求。
2. 压降
其数据手册压降与负载电流、输入电压关系如下图：可以看出其在5v输入负载800ma、工作温度50℃下的压降不会超过200mv，而能提供的最大压降为5v-4v=1v，足以满足要求。
个人公众号：硬件之路学习笔记
3. 外置使能功能
en引脚提供控制功能，可以接单片机io口控制ldo的开启、关闭，其低电平电压为0.4v，高电平电压大于1.1v，可以用3.3v的高低电平控制。
4. 软起动
ss_ctrl连接输入引脚且nr/ss并联电容则可以在降低噪声的同时获得软启动功能。根据数据手册，1uf电容可以获得6ms的启动延时。
5. 输出异常指示
pg引脚为输出状态指示引脚，开漏输出，接10k~100k上拉电阻到输出脚。
6. 反馈电阻计算与选取
推荐电阻配比如下表，表中没有我们需要的4v输出的推荐电阻，因此我们需要自己计算，数据手册可以获得vfb=0.8v，假设下电阻r2取10kω-1%，上电阻为r1，则vout/(r1+r2)=vf/r2 计算得出r1=40kω，根据e96-1%电阻阻值表取40.2kω，取40.2kω时实际输出电压为4.016v(电阻精度引起的误差后续再写文章具体分析)。
7. 原理图绘制 个人公众号：硬件之路学习笔记
-----------------------------------------总结--------------------------------------
本片为ldo选型与外围电路计算与处理，下篇为ldo的pcb绘制。
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1. 输出电压
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根据电路需求明确ldo的输出电压大小，如果后级电路容纳电压范围较大，应当尽量选择常见电压，如3.3v、2.5v等。因为这样的电压等级可以选择固定输出电压的ldo，输出电压更加准确且不需要外部反馈电阻。
2. 输出电流
根据后级电路需求明确ldo的输出电流能力，并在预估的最大电流基础上留有一定裕度，例如需求600ma，可以选择800ma最好是1a输出能力的ldo，这样对提高ldo的热性能以及噪声抑制能力有利。
3. 异常保护能力
根据项目情况确定是否需要多大的过流保护能力，防止短路时烧坏后级电路;同时还有热关断等能力也是需要考虑的项。
4. 精度
根据后级电路需求明确ldo的精度，包括整个工作温度范围与整个负载范围内的精度。
5. 外置使能
根据项目情况确定是否需要使能控制ldo工作与否。
6. 软起动
根据项目情况确定是否需要软起动功能的ldo。
7. 压降
根据前后电路确定ldo的压降大小，并根据ldo数据手册的相关信息选型。
我们假设我们需要一款负载能力大于800ma，输入电压5v，输出电压4v的ldo，电压精度不小于3%;拥有使能开关引脚，由3.3v单片机高低电平控制;拥有软起动功能;其工作温度环境为50℃;有输出异常指示引脚。
筛选后的型号为：ti的tps7a91，其精度在整个温度范围与负载范围内为1%，输入电压范围1.4~6.5v，输出电压范围为0.8~5.2v;下面我们对其性能进行具体分析并绘制其外围电路。
二、外围电路与参数计算
1. 热性能-参考：电源之ldo-3. ldo的热性能
已知压降为5v-4v=1v;负载电流最大800ma;则最大功率为1*0.8=0.8w;
查看数据手册发现其son-10封装热阻rθja为56.9℃/w，则其温升为：56.9*0.8=45.52;由于其工作环境温度为50℃，则内核温度为：45.52+50=95.52℃，未超过其最大内核温度125℃，满足要求。
2. 压降
其数据手册压降与负载电流、输入电压关系如下图：可以看出其在5v输入负载800ma、工作温度50℃下的压降不会超过200mv，而能提供的最大压降为5v-4v=1v，足以满足要求。
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3. 外置使能功能
en引脚提供控制功能，可以接单片机io口控制ldo的开启、关闭，其低电平电压为0.4v，高电平电压大于1.1v，可以用3.3v的高低电平控制。
4. 软起动
ss_ctrl连接输入引脚且nr/ss并联电容则可以在降低噪声的同时获得软启动功能。根据数据手册，1uf电容可以获得6ms的启动延时。
5. 输出异常指示
pg引脚为输出状态指示引脚，开漏输出，接10k~100k上拉电阻到输出脚。
6. 反馈电阻计算与选取
推荐电阻配比如下表，表中没有我们需要的4v输出的推荐电阻，因此我们需要自己计算，数据手册可以获得vfb=0.8v，假设下电阻r2取10kω-1%，上电阻为r1，则vout/(r1+r2)=vf/r2 计算得出r1=40kω，根据e96-1%电阻阻值表取40.2kω，取40.2kω时实际输出电压为4.016v(电阻精度引起的误差后续再写文章具体分析)。
7. 原理图绘制 个人公众号：硬件之路学习笔记
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本片为ldo选型与外围电路计算与处理，下篇为ldo的pcb绘制。
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