最小負載電流工作 — 零負載工作
發布時間:2019-12-28 來源:Luca Vassalli 責任編輯:wenwei
【導讀】作為一名應用工程師,我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wen壓ya器qi均jun能neng在zai空kong載zai的de情qing況kuang下xia穩wen定ding工gong作zuo,那na麼me,人ren們men為wei什shen麼me還hai要yao再zai三san詢xun問wen呢ne?一yi些xie老lao式shi的de功gong率lv器qi件jian要yao求qiu具ju有you最zui小xiao的de負fu載zai以yi保bao證zheng穩wen定ding性xing,因yin為wei其qi中zhong一yi個ge必bi須xu得de到dao補bu償chang的de電dian極ji受shou有you效xiao負fu載zai電dian阻zu的de影ying響xiang,如ru“低壓降穩壓器(詢問應用工程師—37)中所述。”例如,圖 A 顯示,LM1117 至少需要 1.7 mA 的負載電流(最大 5 mA)。

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,對於這一規則,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(de)情(qing)況(kuang)下(xia)都(dou)能(neng)保(bao)持(chi)穩(wen)定(ding)狀(zhuang)態(tai),它(ta)們(men)也(ye)用(yong)於(yu)保(bao)障(zhang)器(qi)件(jian)在(zai)無(wu)負(fu)載(zai)情(qing)況(kuang)下(xia)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)。對(dui)於(yu)少(shao)數(shu)需(xu)要(yao)負(fu)載(zai)的(de)現(xian)代(dai)器(qi)件(jian),這(zhe)一(yi)限(xian)製(zhi)一(yi)般(ban)是(shi)通(tong)過(guo)旁(pang)路(lu)元(yuan)件(jian)的(de)漏(lou)電(dian)流(liu)造(zao)成(cheng)的(de),而(er)不(bu)是(shi)穩(wen)定(ding)性(xing)原(yuan)因(yin)造(zao)成(cheng)的(de)。那(na)麼(me),您(nin)如(ru)何(he)辨(bian)別(bie)呢(ne)?請(qing)參(can)閱(yue)數(shu)據(ju)手(shou)冊(ce)。如(ru)果(guo)器(qi)件(jian)需(xu)要(yao)最(zui)小(xiao)負(fu)載(zai),數(shu)據(ju)手(shou)冊(ce)必(bi)定(ding)會(hui)提(ti)供(gong)一(yi)些(xie)信(xin)息(xi)。
ADP1740 和其他低電壓、高電流 LDO 都屬於這一類。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。該負載小於設備的額定值 2 A。圖 B 顯示了 ADP1740 數據手冊中列出的最小負載電流規格。

圖 B. ADP1740 最小負載電流規格。
如(ru)果(guo)數(shu)據(ju)手(shou)冊(ce)中(zhong)未(wei)明(ming)確(que)指(zhi)出(chu)最(zui)小(xiao)負(fu)載(zai),該(gai)怎(zen)麼(me)辦(ban)?在(zai)大(da)多(duo)數(shu)情(qing)況(kuang)下(xia),是(shi)不(bu)需(xu)要(yao)最(zui)小(xiao)負(fu)載(zai)的(de)。雖(sui)然(ran)聽(ting)起(qi)來(lai)可(ke)能(neng)不(bu)太(tai)令(ling)人(ren)信(xin)服(fu),但(dan)是(shi),如(ru)果(guo)需(xu)要(yao)最(zui)小(xiao)負(fu)載(zai),數(shu)據(ju)手(shou)冊(ce)中(zhong)肯(ken)定(ding)會(hui)提(ti)供(gong)此(ci)類(lei)信(xin)息(xi)。然(ran)而(er),困(kun)惑(huo)往(wang)往(wang)隨(sui)之(zhi)而(er)來(lai),因(yin)為(wei)數(shu)據(ju)手(shou)冊(ce)中(zhong)通(tong)常(chang)使(shi)用(yong)圖(tu)表(biao)來(lai)顯(xian)示(shi)某(mou)個(ge)工(gong)作(zuo)範(fan)圍(wei)的(de)規(gui)格(ge)。大(da)多(duo)數(shu)這(zhe)些(xie)圖(tu)表(biao)采(cai)用(yong)對(dui)數(shu)形(xing)式(shi),這(zhe)使(shi)得(de)它(ta)們(men)可(ke)以(yi)顯(xian)示(shi)數(shu)十(shi)年(nian)的(de)負(fu)載(zai)範(fan)圍(wei),但(dan)是(shi),對(dui)數(shu)刻(ke)度(du)不(bu)能(neng)變(bian)為(wei)零(ling)。圖(tu) C 顯示了 ADM7160 在 10 µA 到 200 mA fanweineideshuchudianyayijijiedidianliuhefuzaidianliu。qitatubiao,lirujiedidianliuyushurudianya,xianshileduogefuzaidianliushideceliangjieguo,danbingweixianshidianliuweilingshideshuju。ciwai,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範圍,如圖 D 所示。但是,這絕不意味著需要最小負載。


圖 C. ADM7160 輸出電壓以及接地電流和負載電流。

圖 D. ADM7160 負載調整。
用戶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、提供脈衝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。其缺點在於輸出紋波會顯著增加,但是,器件仍可保持穩定狀態,並且可以在空載時輕鬆工作。
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 時完成的這一事實並不代表 1 mA 就是最小負載。

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,並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。

圖 F. ADP2370 輸出紋波與負載電流。
結論
daduoshuxiandaiwenyaqijunnengzailingfuzaidianliudeqingkuangxiawendingdigongzuo,ruocunyouyiwen,kecankaoshujushouce。jinguanruci,rengyaozhuyi。duishutubiaowufaguiling,qieceshibingfeizongshizailingfuzaidianliudeqingkuangxiajinxing,yinci,jinguanweixianshikongzaishuju,ninyebuyingtuiduanchuwenyaqiwufazaikongzaiqingkuangxiazhengchanggongzuo。shiyongkaiguanwenyaqishi,zaishengdianmoshixiachuxianwenboshizhengchangde,bingfeiyiweizhebuwending。
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