ADP1740/ADP1741：低輸入電壓、低 dropout 線性穩(wěn)壓器的卓越之選

在電子設(shè)計領(lǐng)域，線性穩(wěn)壓器是不可或缺的組件，它們?yōu)楦鞣N電子設(shè)備提供穩(wěn)定的電源。今天，我們將深入探討 Analog Devices 推出的 ADP1740/ADP1741 低 dropout（LDO）CMOS 線性穩(wěn)壓器，了解其特性、應(yīng)用及設(shè)計要點(diǎn)。

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產(chǎn)品特性一覽

電氣性能卓越

• 輸出電流與電壓范圍：ADP1740/ADP1741 能夠提供高達(dá) 2A 的輸出電流，輸入電壓范圍為 1.6V 至 3.6V，這使得它適用于多種電源場景。
• 低功耗設(shè)計：關(guān)機(jī)電流低至 2μA，有效降低了系統(tǒng)的靜態(tài)功耗。
• 低 dropout 電壓：在 2A 負(fù)載下，dropout 電壓僅為 160mV，確保了在輸入電壓接近輸出電壓時仍能穩(wěn)定工作。
• 高精度輸出：初始精度為 ±1%，在不同的線路、負(fù)載和溫度條件下，精度仍能保持在 ±2%。

多種輸出電壓選項(xiàng)

• 固定輸出電壓（ADP1740）：有 7 種固定輸出電壓可供選擇，范圍從 0.75V 到 2.5V，滿足不同設(shè)備對特定電壓的需求。
• 可調(diào)輸出電壓（ADP1741）：通過外部電阻分壓器，輸出電壓可在 0.75V 至 3.3V 之間調(diào)節(jié)，提供了更大的靈活性。

其他特性

• 高電源抑制比（PSRR）：在 1kHz 和 10kHz 時，PSRR 均達(dá)到 65dB，在 100kHz 時為 54dB，有效抑制電源噪聲。
• 軟啟動功能：允許連接外部軟啟動電容，控制啟動時的輸出電壓斜坡，減少浪涌電流。
• 保護(hù)功能齊全：具備電流限制、熱過載保護(hù)、反向電流保護(hù)等功能，提高了系統(tǒng)的可靠性。
• 電源良好指示：通過 PG 引腳，可方便地監(jiān)測輸出電壓的狀態(tài)。

典型應(yīng)用電路

ADP1740 和 ADP1741 分別有其典型的應(yīng)用電路。對于 ADP1740，它提供固定輸出電壓，如 1.5V；而 ADP1741 則可通過外部電阻分壓器實(shí)現(xiàn)可調(diào)輸出電壓，范圍為 0.75V 至 3.3V。這些電路展示了如何正確連接輸入、輸出電容以及其他外部組件，以確保穩(wěn)壓器的正常工作。

工作原理剖析

ADP1740/ADP1741 內(nèi)部由參考電壓、誤差放大器、反饋電壓分壓器和 PMOS 通晶體管組成。誤差放大器將參考電壓與輸出反饋電壓進(jìn)行比較，并通過控制 PMOS 通晶體管的柵極電壓來調(diào)節(jié)輸出電流，從而保持輸出電壓的穩(wěn)定。

關(guān)鍵功能解析

軟啟動功能

軟啟動功能對于需要控制啟動過程的應(yīng)用非常有用。通過在 SS 引腳連接一個小陶瓷電容，在啟動時，0.9μA 的電流源對電容充電，限制輸出電壓的上升速度，實(shí)現(xiàn)平滑的電壓斜坡。軟啟動時間可通過公式 (t{ss}=V{REF}timesleft( C{SS} / I{SS}right)) 計算，其中 (V{REF}) 為 0.5V 參考電壓，(C{SS}) 為軟啟動電容，(I_{SS}) 為 0.9μA。

可調(diào)輸出電壓（ADP1741）

ADP1741 的輸出電壓可通過連接從 VOUT 到 ADJ 的電阻分壓器來設(shè)置，計算公式為 (V_{OUT}= 0.5V × ( 1 + R_1 / R_2 ))。為了減少偏置電流引起的誤差，建議 R2 的值小于 60kΩ。

使能特性

EN 引腳用于控制穩(wěn)壓器的開啟和關(guān)閉。當(dāng) EN 引腳的電壓上升超過激活閾值時，VOUT 開啟；當(dāng)電壓下降超過非激活閾值時，VOUT 關(guān)閉。EN 引腳具有內(nèi)置的滯回特性，可防止因噪聲引起的開關(guān)振蕩。

電源良好特性

PG 引腳用于指示輸出電壓的狀態(tài)。當(dāng)穩(wěn)壓器處于關(guān)機(jī)模式、電流限制模式、熱關(guān)機(jī)模式或輸出電壓低于標(biāo)稱值的 90% 時，PG 引腳立即變?yōu)榈碗娖?。在軟啟動期間，電源良好信號的上升閾值為標(biāo)稱輸出電壓的 93.5%。

反向電流保護(hù)特性

ADP1740/ADP1741 具備反向電流保護(hù)電路，可防止電流從 VOUT 流向 VIN。當(dāng)檢測到 VOUT 大于 VIN 時，電路會反轉(zhuǎn)內(nèi)部二極管的連接方向，使二極管反向偏置，并將 PMOS 通晶體管的柵極連接到 VOUT，從而關(guān)閉晶體管。

應(yīng)用設(shè)計要點(diǎn)

電容選擇

• 輸出電容：建議使用最小 3.3μF、ESR 為 100mΩ 或更小的電容，以確保穩(wěn)壓器的穩(wěn)定性。較大的輸出電容可改善對負(fù)載電流變化的瞬態(tài)響應(yīng)。
• 輸入旁路電容：在 VIN 引腳和 GND 之間連接一個 4.7μF 的電容，可降低電路對 PCB 布局的敏感性。如果需要更大的輸出電容，建議相應(yīng)增加輸入電容。
• 電容特性：推薦使用 X5R 或 X7R 介質(zhì)的陶瓷電容，避免使用 Y5V 和 Z5U 介質(zhì)的電容，因?yàn)樗鼈兊臏囟群椭绷髌锰匦暂^差。

欠壓鎖定

ADP1740/ADP1741 具有內(nèi)部欠壓鎖定電路，當(dāng)輸入電壓低于約 1.58V 時，會禁用所有輸入和輸出，確保在電源上電過程中輸入和輸出的行為可預(yù)測。

電流限制和熱過載保護(hù)

穩(wěn)壓器在輸出負(fù)載達(dá)到 3A（典型值）時會進(jìn)入電流限制模式，以保護(hù)設(shè)備免受過載損壞。熱過載保護(hù)可將結(jié)溫限制在最大 150°C（典型值），當(dāng)結(jié)溫超過該值時，輸出將關(guān)閉；當(dāng)結(jié)溫降至 135°C（典型值）以下時，輸出將重新開啟。

熱考慮

為確?？煽窟\(yùn)行，ADP1740/ADP1741 的結(jié)溫不得超過 125°C。結(jié)溫可通過公式 (T{J}=T{A}+left{left[left(V{IN}-V{OUT }right) × I{LOAD}right] × theta{JA}right}) 計算，其中 (T{A}) 為環(huán)境溫度，(V{IN}) 和 (V{OUT}) 分別為輸入和輸出電壓，(I{LOAD}) 為負(fù)載電流，(theta_{JA}) 為結(jié)到環(huán)境的熱阻。

PCB 布局考慮

• 輸入電容應(yīng)盡可能靠近 VIN 和 GND 引腳。
• 輸出電容應(yīng)盡可能靠近 VOUT 和 GND 引腳。
• 軟啟動電容應(yīng)靠近 SS 引腳。
• 負(fù)載應(yīng)盡可能靠近 VOUT 和 SENSE 引腳（ADP1740）或 VOUT 和 ADJ 引腳（ADP1741）。
• 在面積有限的電路板上，使用 0603 或 0805 尺寸的電容和電阻可實(shí)現(xiàn)最小的布局。

訂購指南

ADP1740 和 ADP1741 提供多種型號和封裝選項(xiàng)，用戶可根據(jù)具體需求選擇合適的產(chǎn)品。同時，還提供評估板，方便用戶進(jìn)行測試和驗(yàn)證。

ADP1740/ADP1741 以其卓越的電氣性能、豐富的功能和良好的熱性能，成為低輸入電壓、低 dropout 線性穩(wěn)壓器的理想選擇。在設(shè)計過程中，合理選擇電容、注意熱管理和 PCB 布局，將有助于充分發(fā)揮其性能，為電子設(shè)備提供穩(wěn)定可靠的電源。你在使用類似穩(wěn)壓器時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見解。