LDO線(xiàn)性穩(wěn)壓器決定實(shí)際輸出電流的要素分析

新LDO線(xiàn)性穩(wěn)壓器的G系列、H系列、I系列，產(chǎn)品陣容共擁有91種機(jī)型。輸出電壓有可變型0.8V～13V，及固定型從1V到12V的共14種電壓，輸出精度高達(dá)1%。輸出電流有0.3A～1.5A共4種電流，這些組成強(qiáng)大矩陣。

這些系列的產(chǎn)品陣容與規(guī)格如下。

該表中可獲得最大輸出電流的是H系列的1.5A產(chǎn)品，例如，7V輸出的產(chǎn)品可獲得10.5W的輸出功率。

然而，實(shí)際上受諸多條件的影響有時(shí)無(wú)法達(dá)到目標(biāo)值，這點(diǎn)大家應(yīng)該都有認(rèn)知。基本上電源IC代表性的處理較大功率的IC，依賴(lài)于熱所能獲得的功率有限。準(zhǔn)確的說(shuō)，芯片的溫度Tj不可超過(guò)最大額定Tj max，因此需要在Tj max以?xún)?nèi)使用。線(xiàn)性穩(wěn)壓器的Tj計(jì)算公式如下。

Tj＝自身發(fā)熱＋Ta
＝（熱阻θja×功耗W）＋Ta
＝｛θja×（輸入輸出電壓差×輸出電流）W｝＋ Ta

該公式中，為方便闡述，在功耗中未包括自身功耗。嚴(yán)格地講，必須追加（輸入電壓×自身消耗電流）量的功率，但因自身消耗電流較小，輸出電流較大時(shí)輸出功率占主要地位。

實(shí)際使用時(shí)，輸出電壓必須達(dá)到指定的電壓，因此需要考慮的問(wèn)題是是否可獲得輸出電流即所需的負(fù)載電流。在進(jìn)行其計(jì)算之前，必須提前考慮存在其他可調(diào)整的項(xiàng)目與無(wú)法/較難調(diào)整的項(xiàng)目。當(dāng)然，Tj max無(wú)法變更。

輸入輸出電壓差是影響較大的要素。然而，可獲得的電壓（輸入電壓）大致已經(jīng)確定。要想使用1個(gè)線(xiàn)性穩(wěn)壓器，準(zhǔn)備使條件變好的輸入電壓源并非普通。換句話(huà)說(shuō)，輸入輸出電壓差正常情況下也是無(wú)法變更的項(xiàng)目。

Ta由于有所設(shè)計(jì)設(shè)備的溫度規(guī)格，因此，設(shè)備的溫度規(guī)格如果確定為0℃～50℃，則Ta的最大值為50℃，或考慮到是殼體內(nèi)，因發(fā)熱導(dǎo)致殼體內(nèi)的溫度上升，因此以加上這部分的Ta進(jìn)行計(jì)算。允許通過(guò)風(fēng)扇等進(jìn)行冷卻時(shí)，使用該條件下的Ta，但基本上可以認(rèn)為T(mén)a是無(wú)法進(jìn)行太多調(diào)整的項(xiàng)目。

其結(jié)果是，通常受發(fā)熱限制無(wú)法獲得所期望的輸出電流時(shí)，降低熱阻是最好的對(duì)策。降低熱阻的方法有：使用熱阻低的封裝的IC，使用安裝PCB板采用多層結(jié)構(gòu)等散熱特性好的產(chǎn)品，以及安裝散熱器等?？紤]到最近包括外形尺寸在內(nèi)的節(jié)省空間要求，很多情況下較難安裝散熱器，因此需要探討封裝與PCB板散熱。

該線(xiàn)性穩(wěn)壓器的新系列，已采用在背面散熱板露出的HTSOP-J8封裝（4.9×6.0×1.0mm）。通過(guò)將該封裝的散熱板焊接在考慮到散熱的PCB板上，可使熱阻得以大幅改善。下面是HTSOP-J8封裝的容許損耗圖表。

假設(shè)前面舉例的7V /1.5A輸出時(shí)的輸入電壓為12V時(shí)，計(jì)算如下。Tj max為150℃。

輸出功耗＝（12V－7V）×1.5A＝7.5W

從圖表可知，最大的容許損耗為3.76W（⑤的條件，θja＝33.3W/℃），因此該輸出電流下無(wú)法使用。此時(shí)的自身發(fā)熱為7.5W×33.3℃≒250℃，在探討Ta之前就以被徹底淘汰。

假設(shè)Ta為50℃，則熱阻最低的⑤的條件下的容許功率為3W。進(jìn)行逆運(yùn)算可知0.6A是該條件下的極限。如果熱阻可以進(jìn)一步降低，同樣進(jìn)行逆運(yùn)算，（Tj max 150℃－Ta 50℃）÷7.5W＝13.3℃/℃，因此這個(gè)如果能實(shí)現(xiàn)，則可獲得1.5A。

粗略的說(shuō)，決定實(shí)際的輸出電流的要素為T(mén)j，即發(fā)熱與環(huán)境溫度。順便提一下，在該條件下，使用1.5A產(chǎn)品和使用1A產(chǎn)品的結(jié)果是相同的，沒(méi)有任何變化。
編輯：hfy