低压差线性稳压器设计要点

2．7 LDO的附加功能

(1)通/断控制功能允许用机械开关、门电路或单片机来关断LDO的输出，使之进入低功耗的待机模式(亦称备用模式)。

(2)输入电压反极性保护功能用来防止当输入电压极性接反时损坏LDO。

(3)故障标记输出功能当输出电压(或输入电压)低于规定阈值电压时，LD0能输出故障标记信号。微处理器在接收到此信号后，可及时完成数据存储等项工作。

(4)瞬变电压保护功能将LDO用于汽车电子设备时，需要对负载的瞬态变化(如突然卸载)进行保护。一旦输出端出现瞬变电压，立即将输出关断。等瞬变电压过去之后，又迅速恢复正常工作。

(5)跟踪能力 某些多路输出式LDO需要具有跟踪能力，其中一路或几路辅助输出电压能自动跟踪主输出电压的变化，并及时调整自己的输出电压值，以减小各路输出之间的相对变化量。

(6)排序所谓排序，就是在多个稳压电源构成的电源系统中，使每个稳压电源的输出都能按照规定的顺序接通或关断。

(7)可编程可编程是指在规定范围内对LDO的输出电压进行编程，设定输出电压值。对LDO进行编程有以下3种方式：一次性可编程；非易失性多次可编程；易失性多次可编程。

3 印制板的布局

人们往往将LDO看成"直流电路"，但它实际上是由高频晶体管组成的，为了快速响应输入电压或输出电流的变化，必须具备优良的高频特性。上述特性对印制板的布局和旁路电容都有严格要求。印制电路板(PCB)中的分布电容和分布电感会降低回路的补偿作用，增加电路的不稳定性。LDO的输入电阻过大，会使压降增大，进而增加电路的损耗；而输出电阻过大，会降低负载调整率。同样，接地回路也会出现此类问题。上述问题可通过印制板的正确布局来加以解决。为减小分布电容和分布电感，输入电容器和输出电容器应靠近LDO。在输入电容器上并联一只0．1μF的陶瓷电容器，能消除寄生阻抗的影响。在设计电池供电系统时，容易忽略电池的高频阻抗，采用陶瓷电容器可解决许多预料不到的问题。

LDO的两条输出引线电阻(r01和r02)，会造成不必要的压降，影响对负载的调整。解决的方法是适当增加印制导线的宽度以减小引线电阻值。当负载距离LDO很远时，长引线还极易引起噪声。为了准确检测远程负载上的电压，建议采用四线制接法，亦称开尔文(Kelvin)接法，可调式输出电路如图2所示。该电路的特点是增加了两条细导线作为检测线，直接将负载R。上的电压引到取样电阻分压器R1和R2的两端。由于取样电阻的阻值较大，细导线上通过的电流很小，所形成的压降可忽略不计，因此能准确检测输出电压值。尽管原来的引线电阻r01和R02仍与负载串联，但r02未包含在检测电路中，因此所形成的压降并不影响检测精度。

采用交流电源时，交流电首先经过电源变压器和整流桥变换成直流脉动电压，然后送至滤波电容C1。此时接地回路如何布局是一个关键问题。由于脉动电流一般要比平均直流电流大几倍，因此在地线电阻r0上形成压降，相对于负载而言就提高了GND端的电位，进而使输出电压升高。由于接地回路和脉动电流而降低固定输出式电压精度的电路如图3所示。解决方法是采用单点接地、四线制接法，一方面将信号地线与功率地线分开布置，最后再汇合；另一方面则通过两条检测线将负载上的电压直接加到取样电阻分压器上。具有远程检测功能的可调式LDO的电路布局如图4所示。

对于TO一220封装的LDO，在功耗小于2W、中等温度的条件下可不加散热器。其他情况下必须加散热器。连接散热器的导线长度应尽量短，使热量能更直接地传递到印制板上，可利用印制板上的覆铜箔作为散热器，亦可接外部散热器。

4 LDO的常见故障分析

LDO的常见故障分析如表2所列。