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品牌网站设计,wordpress toc,saas建站工具,昆明优秀网站前言 本文以 Analog Devices LT3045 为例#xff0c;说明在 LTspice 中如何构建 LDO 电源电路。 LDO 简介 LDO 全称是 Low Dropout Regulator#xff0c;中文为 低压差线性稳压器 。 它内部由电压基准、误差放大器、反馈电路、以及串联的晶体管#xff08;双极型 / CMOS …前言本文以 Analog Devices LT3045 为例说明在 LTspice 中如何构建 LDO 电源电路。LDO 简介LDO 全称是 Low Dropout Regulator中文为 低压差线性稳压器 。它内部由电压基准、误差放大器、反馈电路、以及串联的晶体管双极型 / CMOS 管等组成图1 LDO 工作原理来源 [1]LDO 将 “晶体管” 作为动态可调元件通过反馈电路实时调控其电阻以平衡电压分配实现负载端电压的稳定输出。晶体管必然存在压降而维持其稳压功能所需的这一最小压降即为 Dropout Voltage:图2 Dropout Voltage来源 [1]此外这个晶体管也会因输入与输出之间的电压差压差耗散功率这功率损耗最终以热量形式释放导致器件升温。Analog Devices LT3045今天我们仿真的是 LT3045它是一款 Analog Devices 推出的高性能 LDO 其输入电压 1.8V-20V输出电流 500mA具备 0.8μV_RMS 低噪声、1MHz 下 76dB PSRR 特性压差仅 260mV。适用于 RF 电源、精密仪器、数据转换器等噪声敏感场景图3 LT3045来源 [2]LT3045 的工作原理是内置 100μA 恒流源从 SET 引脚外接电阻 Rset 到地恒流源流经 Rset 产生的电压作为误差放大器的基准电压误差放大器以单位增益配置通过调整晶体管导通程度实现稳压输出图4 典型电路来源 [2]例如外接 33.2KΩ 时100μA × 33.2KΩ 3.3V对应输出 3.3V 。其他输出电压可依据表格选择对应 Rset 阻值配置图5 Vout 和 Rset 配置来源 [2]我们接下来仿真一下图 4 中的电路。今日案例 —— 仿真 LDO 电源LT30451. 搭建电路下载安装 LTspice XVII 版本。从元件库选择 LT3045并添加各种外围器件后电路图如下图6 搭建电路可以看到与图 4 中基本是一致的但我们增加了负载 Rload 6.6 Ω对于这个负载后续会做调整。2. 电压电流仿真Rload 6.6 Ω我们通过瞬态仿真可以查看电路输入与输出的电压、电流添加仿真命令如下.tran 1 startup查看结果如下图7 电压电流仿真Rload 6.6 Ω可以看到Vin 5VVout 3.3V稳定后Iload 500mA稳定后。3. 电压电流仿真Rload 9.9 Ω 或 2.2 Ω如果我们将负载 Rload 改为 9.9Ω 或者 2.2Ω 会怎么样仿真结果分别如下图8 电压电流仿真Rload 9.9 Ω图9 电压电流仿真Rload 2.2 Ω可以看到当 Rload 9.9Ω 时Vout 3.3 VIload 333mA当 Rload 2.2 Ω 时Vout 1.3 VIload 600mA说明负载较重时Vout 不再维持预设的 3.3V 。不过看 datasheet 说 LT3045 的电流输出能力是 500mA为何仿真结果会得到 600mA 4. 功率仿真Rload 6.6 Ω我们再来看看功率。在 LTspice 中功率可以用数学公式计算比如在 Plot 波形窗口中添加 Vout * Iload 就代表输出功率Vin * Iv1 就代表输入功率。这样得到仿真结果如下图10 功率仿真从图上来看输出功率大约 1.6W而输入功率大约 2.6W 。5. 结果分析LDO 耗散功率既然 输出功率 1.6W输入功率 2.6W 也就是 LDO 上消耗的功率是 1W 。那么 1W 会让 LDO 提升多少温度这就要查询 datasheet 图11 LT3045 热阻如果是 DFN 封装的第一种情况1W 会让 LDO 升温 34 ℃ 。datasheet 中还表明了 LDO 的 Junction Temperature结温图12 LT3045 结温如果是 E-Grade最高只能到 125 ℃所以在上述电路配置下要确保环境温度不能超过 125 - 34 91 ℃ 。你也可以试试看 Rload 9.9Ω 或 2.2Ω 时 LDO 的耗散功率在此就不赘述了。总结本文以 Analog Devices LT3045 为例说明在 LTspice 中如何构建 LDO 电源电路。案例代码本文 LTspice 案例上传至 Gitee可下载运行https://gitee.com/gilbertjuly/spice-circuit-simulation/tree/master/ltspice/08_ldo_LT3045参考资料https://wiki.analog.com/university/courses/alm1k/alm-ldo-lab#activitylinear_low_dropout_voltage_regulators_-_adalm1000https://www.analog.com/en/products/lt3045-1.html欢迎关注我的微信公众号“疯狂的运放”及时收到最新的推文。