LDO的效率問題以及如何計算LDO溫升

今天我們主要分享一下LDO的效率問題以及溫升計算，這在進(jìn)行LDO選型時，是必不可少的評估點(diǎn)?！靶省笔侵腹β兽D(zhuǎn)換效率，線性和開關(guān)穩(wěn)壓器都適用相同的概念。提高線性穩(wěn)壓器效率的關(guān)鍵在于如何減少功率損耗問題。

LDO的效率

效率計算公式

效率定義為輸出功率與輸入功率之比。在上面給出的公式中，輸入電流Iin中包含的Icc對應(yīng)于IC本身的電流消耗。由于該值較小，因此在負(fù)載電流較大時可以忽略不計。在這種情況下，可以將輸入電流和輸出電流視為相等，并且可以通過簡單地將輸出電壓除以輸入電壓來計算效率。在上圖所示的示例中，從5V到3.3V的轉(zhuǎn)換效率為64％。鑒于最近的開關(guān)穩(wěn)壓器的效率為80％至90％或更高如果我們把5V輸入電壓更改為3.6V，重新計算一下效率，就會發(fā)現(xiàn)區(qū)別：

效率計算實(shí)例

在這種條件下效率為89％。換句話說，當(dāng)輸入和輸出之間的電壓差較小時，線性穩(wěn)壓器可提供更高的效率。從下圖可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)VIN接近壓差電壓Vdropout時，功率損耗降低，效率提高。

功率損耗

線性穩(wěn)壓器的熱計算

如何進(jìn)行LDO的熱計算呢？我們需要先計算LDO的功率損耗，并且在規(guī)格書中找到對應(yīng)封裝的熱阻，以及LDO的工作環(huán)境溫度的信息。功率損耗的計算方法與效率計算方法相同：只需將輸入/輸出電壓差乘以輸入電流即可。大多數(shù)數(shù)據(jù)手冊中都提供了熱阻。如果找不到，請咨詢線性穩(wěn)壓器的供應(yīng)商。熱計算基本上采用芯片（結(jié)）與環(huán)境之間的熱阻Rθja。一些LDO的規(guī)格書還提供了在LDO的結(jié)和外殼之間熱阻θjc，但是我們要看的還是θja的熱阻，因?yàn)闊崃孔罱K還是要散發(fā)到環(huán)境中。最后，環(huán)境溫度其實(shí)就是你的產(chǎn)品的工作溫度。

熱計算例子

基于功率損耗和熱阻可以確定LDO工作時產(chǎn)生的溫升，再加上環(huán)境溫度，結(jié)果就是芯片的溫度。我們計算得出的Tj（芯片結(jié)溫溫度）不能超過Tjmax（芯片溫度的最大額定值）。如果超過了Tjmax，這個時候我們應(yīng)該怎么辦呢？作為對策，可以減小負(fù)載電流（輸出電流）。另一種方法，也可以降低環(huán)境溫度，例如通過從自然對流散熱改為風(fēng)扇散熱。還可以考慮將散熱器安裝到散熱器上以減小其熱阻并減少其溫升，但是散熱器的成本和尺寸需要重點(diǎn)評估。

總結(jié)

以上就是LDO得效率以及溫升得計算方式，還有就是如何提高LDO得效率，并降低LDO的溫升，這都是我們需要重點(diǎn)掌握的。
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