0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

测试LDO效率的极限

要长高 来源:韬放科技 2023-10-15 15:15 次阅读

如果您要设计的电路板由除台式稳压电源以外的任何电源供电,您需要选择一个电源调节器以放置在您的电路板上。就像任何其他组件一样,您的稳压器已经说明了您将在产品摘要中看到的操作规格,并且您可以在数据表中找到更详细的规格。数据表中的细节很容易被忽视,但它们是决定组件将如何与系统其余部分交互的主要因素。

LDO 等电源稳压器在您的设计中易于放置和使用。它们实际上是即插即用的,最简单的固定输出 LDO 需要 3 个端子和几个外部电阻器才能正确使用。不能保证 LDO 效率处于特定值,但该值与您的电路板在操作期间可以访问的电流限制有关。在将高压输入连接到 LDO 之前,请务必阅读这些指南以确保您可以提供足够的电源。

什么决定了 LDO 的效率?

LDO 很简单,工作原理相同:组件将输入电压降低到所需的输出,多余的电能以热量的形式消散。LDO 可通过分压器进行外部调节,您需要一些输入/输出电容来进行额外的滤波。每个 LDO 都有一个简单的公式来确定效率:

LDO 效率方程。

当输入接近输出电压时,效率接近100%。请注意,此公式仅适用于电压差(输出 - 输入)高于压差电平(通常在低电流时小于 1 V,在高电流时高达 1.5 V)的情况。只要您处于这种状态,LDO 就会正确调节输入以产生低噪声、低纹波的输出。最简单的 LDO 会输出一个固定值,或者可以根据需要使用外部电阻调整输出。由于输出电压固定在某个值,增加输入电压不会继续增加输出,因此效率降低。

那么以上几点有什么问题呢?效率突然下降的地方在哪里?要看到这一点,我们必须查看输出电压和电流。在高输入电压差下,效率和功率输出会下降。

输出电压和电流

您应该在 LDO 数据表中查看一个重要的规范:短路电流。这实际上是设备可以提供的最大电流,并且该值将随输入电压差而变化。请记住,输出电压和电流是固定的,如果输入电压增加,则不会增加,因此最佳实践要求输入应略高于输出电压值。这就是为什么您通常会看到 LDO 用于小降压,例如 5 V 至 3.3 V 以满足已知电流要求。

在考虑短路电流和电压差时,还有一点很重要。当 LDO 由非常高的电压差驱动时,短路电流也会降低。这相当重要,因为一些 LDO,例如具有 3.3 V 输出的 LDO,将具有高达 30 V 的输入电压容限。在高输入电压差时,短路电流将下降并受到限制,这将限制总功率输出。

下面的示例显示了Linear LT1086CM的短路电流与输入差分曲线。

LT1086CM 短路电流。

该组件具有一系列可能的输出,对输入电压有很高的限制。如果您在高输入(高于 20 V 电压差)下运行,该组件将不会提供超过 100 mA 的电流。在为您的电路板选择法规策略以及确定潜在的温升时,需要考虑这一点。

热量和温升

由于损失的功率以热量的形式耗散,因此在您的设计中也应考虑这一点。LDO 中的损耗功率等于:

LDO 散热率(W)。

同样,当输入和输出电压接近时,功率损耗最小,但以几安培的输出电流以高差分运行会导致过热和故障。

举个例子,LDO 的典型结到环境热阻值约为 25 摄氏度/瓦。LDO 可能会烧坏并出现故障。让我们看一下上面的例子,LT1086 以 25V 的电压差驱动,负载需要 1.5A。由于高输入时的电流限制,在这种情况下以大约 2.5W 的速率产生热量,相当于外壳温升约62.5摄氏度。如果您在低输入范围的高端附近工作,在 1.5 A 时的电压差仅为 8 V,则将耗散约 12 W,从而使温度升高约 300 摄氏度。后一种情况将导致组件失败。

结论:如果使用得当,LDO 会很棒

如果您使用的是 LDO,请确保保持在正确的操作范围内,以确保设备按您的预期工作。如果您不介意产生大量热量并在低电流下工作,那么您可以随意在高输入电压和大电压差下运行 LDO。准备好接受这种安排中非常低的效率。相反,如果您在预期输入范围内操作设备(您可以从数据表中的几张图表中看出这一点),您将获得尽可能高的效率、低压差和高可用电流。

一种好的安排是将开关稳压器作为主稳压器,并将输出连接到 LDO。开关稳压器很好,因为它们使用电抗电路而不是电阻元件来调制输出功率,但这会在输出端产生开关噪声。但是,使用 LDO 可提供高达 ~100 kHz 频率的额外调节。

带有降压转换器和 LDO 的功率调节链。

另一种选择是将您的线路电压直接转换为略高于压差电压的值。不幸的是,对于真正的组件,您不能仅仅转换为您想要的任何值,您必须使用具有特定匝数比的现成组件。降低 LDO 所需的特定输入电压可能需要定制变压器,因此在尝试调节线路电压以用于 LDO 之前,请记住这一点。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • ldo
    ldo
    +关注

    关注

    35

    文章

    1917

    浏览量

    153160
  • LT1086
    +关注

    关注

    0

    文章

    4

    浏览量

    6290
  • 电源稳压器
    +关注

    关注

    0

    文章

    29

    浏览量

    11081
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    如何合理设计LDO电路?LDO电路基本原理

    、布局和布线以及测试和调试。只有这样,才能设计出高性能、稳定可靠的LDO电路,满足各种电子设备的电源需求。
    的头像 发表于 10-15 13:31 380次阅读
    如何合理设计<b class='flag-5'>LDO</b>电路?<b class='flag-5'>LDO</b>电路基本原理

    LDO线性电源转换芯片-LDO14005

    适用于电源电压较低或波动较大的应用场景。 LDO14005特性: 1、LDO14005,14002输入电压范围更宽,2.5V~40v,插拔浪涌不容易损坏;极限值有测到50V,但不是我们承诺值。 2
    发表于 09-29 15:38

    驱动电源效率测试的具体流程

    效率是衡量驱动电源性能的一个关键指标,LED灯的发光效率随着温度的升高而下降,驱动电源效率高说明能量损耗就少,LED灯的发热就会随之降低,从而有助于延缓LED灯的光衰。那么如何测试驱动
    的头像 发表于 08-12 17:29 300次阅读
    驱动电源<b class='flag-5'>效率</b><b class='flag-5'>测试</b>的具体流程

    不同连接方式对电机效率测试影响分析

    为提升电机能效检测的准确度,在不同连接方式下对电机采用A法和B法进行试验并计算电机效率,分析测试结构,得出挠性联轴器和刚性联轴器对电机效率测试的影响程度,并对此提出合理化建议。
    的头像 发表于 07-30 16:34 159次阅读
    不同连接方式对电机<b class='flag-5'>效率</b><b class='flag-5'>测试</b>影响分析

    LDO电源模块如何快速设计布局

    性能需求,如何优化LDO电源模块PCB设计,实现更高的电源效率和稳定性,成为了工程师们迫切需要解决的问题。 一、线性稳压电源的比较与选择 1、LDO简介 LDO在电源设计中扮演着至关
    发表于 05-31 15:47

    带Power Good,软起动时间可调的LDO

    ldo
    jf_30741036
    发布于 :2024年05月27日 17:24:32

    什么是温升极限测试?开关电源温升极限测试步骤是什么?

    开关电源温升极限测试是指开关电源在没有过温保护的条件下,逐渐升高电源的测试温度,直到开关电源损坏。温升极限测试是为了研究开关电源能够承受的最
    的头像 发表于 04-18 13:54 616次阅读

    什么是输出极限电流?怎么测试电源模块的输出极限电流?

    输出电流极限测试测试电源模块在输出限流点放开(PFC的过流保护也要放开)后所能输出的最大电流。目的是检测电源模块的限流点是否设计合理,器件选择是否合适。如果电源模块输出电流极限值较小
    的头像 发表于 03-29 13:49 633次阅读

    光伏逆变器转换效率测试方案

    以及企业标准都给出了一个整机转换效率的限值,这样才能规范逆变器市场并保证客户的最大利益。这个限值的给出并不是盲目的,而是经过精密的计算以及大量的测试而得出的一个数值。对于有变压器的逆变器转换效率不得低于
    发表于 02-22 15:15

    电源测试系统如何测试开关电源反复短路,提高测试效率

    反复短路测试是开关电源极限测试项目之一,是在各种输入和输出状态下将开关电源输出短路,反复多次短路测试。用电源测试系统
    的头像 发表于 01-03 16:42 899次阅读
    电源<b class='flag-5'>测试</b>系统如何<b class='flag-5'>测试</b>开关电源反复短路,提高<b class='flag-5'>测试</b><b class='flag-5'>效率</b>?

    dcdc电路对比ldo电路的优势

    DC-DC电路与LDO电路是两种常见的电源稳压技术,它们在不同的应用场景中具有各自的优势。在本文中,我们将详细讨论DC-DC电路相对于LDO电路的优势。 一、转换效率: DC-DC电路相对于L
    的头像 发表于 12-25 14:58 1973次阅读

    ldo和dcdc哪个效率

    、原理、效率比较以及应用领域等方面,从而帮助读者更好地了解和选择合适的电源管理模块。 首先,我们来介绍LDO和DC-DC两种电源管理模块的基本原理。LDO是一种线性稳压器,它通过一个可变的阻抗器件使输入电压与输出电压之间的差异最
    的头像 发表于 12-20 14:34 1548次阅读

    如何利用电压输入到输出控制自动优化LDO稳压器的效率

    稳压器虽然有效,但其功耗可能对系统效率产生负面影响。专门设计的电压输入到输出控制(VIOC)引脚可通过单一连接降低功耗并提高效率。VIOC引入了对开关转换器的自动控制,可使系统实现出色效率。本文重点介绍一款超低噪声
    的头像 发表于 12-10 11:45 572次阅读
    如何利用电压输入到输出控制自动优化<b class='flag-5'>LDO</b>稳压器的<b class='flag-5'>效率</b>

    如何进行电源的效率测试?有哪些注意事项呢?

    如何进行电源的效率测试?有哪些注意事项呢? 电源的效率测试是评估电源输出电能与输入电能之间的转化效率的过程。这对于设计和选择高效电源以减少能
    的头像 发表于 11-29 10:56 1291次阅读

    电源管理芯片的效率怎么测试

    电源管理芯片如今被广泛应用在各种电子设备中,为电路和设备提供稳定可靠地的电力。电源管理芯片的效率影响着电源芯片的性能以及电子设备的功耗和续航能力,因此电源管理芯片的效率测试是必不可少的环节。
    的头像 发表于 11-27 15:21 982次阅读