低差稳压器输出电流的类别有哪些?


低压差稳压器(LDO)的输出电流类别可根据其典型值、应用场景和设计特点进行划分,主要分为微型(超低电流)、小电流、中电流、大电流和特殊用途五大类。以下是详细分类及说明:
一、微型LDO(超低输出电流)
1. 输出电流范围
典型值:10mA~200mA
最大值:通常不超过500mA(部分型号可达1A,但需严格散热设计)。
2. 核心特点
超低静态电流(: )
静态电流低至纳安级(nA)(如TPS7A02的 ≈20nA),适合电池供电设备。
低压差(: )
压差电压通常<100mV(如LP2985在150mA时压差仅170mV)。
小封装:
多采用SOT-23、SC-70等超小型封装,节省PCB空间。
3. 典型应用场景
微控制器(MCU)待机电路:
为STM32的RTC(实时时钟)或低功耗模式供电,输出电流<100μA。
传感器供电:
为温度、湿度、压力传感器(如SHT31、BMP280)提供稳定电压,输出电流<10mA。
可穿戴设备:
为智能手环的蓝牙模块或心率传感器供电,输出电流<50mA。
4. 代表芯片
TPS7A02(TI):
输出电流200mA,
≈20nA,支持1.8V~5.5V输入。LP2985(TI):
输出电流150mA,压差170mV@150mA,SOT-23封装。
MCP1700(Microchip):
输出电流250mA,
≈1.6μA,适用于低成本设计。
二、小电流LDO
1. 输出电流范围
典型值:200mA~500mA
最大值:通常不超过1A(部分型号可达1.5A,但需验证散热)。
2. 核心特点
平衡功耗与成本:
静态电流在微安级(μA)(如AMS1117的 ≈5mA),适合对成本敏感的应用。
中等压差:
压差电压在100mV~500mV之间(如AMS1117-3.3在1A时压差≈1.1V)。
通用封装:
多采用SOT-223、TO-252等封装,兼顾散热与成本。
3. 典型应用场景
消费电子辅助电路:
为手机、平板电脑的音频放大器、摄像头模块供电,输出电流<300mA。
工业控制信号调理:
为传感器信号调理芯片(如AD8421)提供稳定参考电压,输出电流<100mA。
通信设备低功耗模块:
为LoRa模块或GPS接收器供电,输出电流<200mA。
4. 代表芯片
AMS1117(Advanced Monolithic Systems):
输出电流1A,固定输出3.3V/5V,SOT-223封装。
LD1117A50(ST):
输出电流1.5A,压差1.1V@1.5A,TO-252封装。
HT75XX(Holtek):
输出电流500mA,
≈3μA,适用于低成本设计。
三、中电流LDO
1. 输出电流范围
典型值:1A~3A
最大值:通常不超过5A(部分型号可达8A,需强制风冷或散热片)。
2. 核心特点
低静态电流与高效率平衡:
静态电流在毫安级(mA)(如TPS7B8233Q的 ≈1mA),适合中等功率应用。
低压差设计:
压差电压<500mV(如TPS7B8233Q在3A时压差≈350mV)。
增强散热封装:
多采用TO-220、DDPAK等封装,支持高功率散热。
3. 典型应用场景
汽车电子:
为车载信息娱乐系统(IVI)的显示屏背光驱动、摄像头模块供电,输出电流<3A。
工业自动化:
为PLC(可编程逻辑控制器)的I/O模块、传感器网络供电,输出电流<2A。
通信基站:
为射频(RF)前端模块、光模块供电,输出电流<1.5A。
4. 代表芯片
TPS7B8233Q(TI):
输出电流3A,AEC-Q100汽车级认证,压差350mV@3A。
LT3080(Analog Devices):
输出电流5A,可并联扩展至20A,支持可调输出电压。
NCP59300(ON Semiconductor):
输出电流3A,
≈1.5mA,TO-220封装。
四、大电流LDO
1. 输出电流范围
典型值:5A~20A
最大值:部分型号可达50A(需液冷或大型散热片)。
2. 核心特点
高功率散热设计:
采用铜基板封装或液冷模块,支持持续高电流输出。
低压差与高效率:
压差电压<300mV(如LT3080在5A时压差≈250mV)。
并联扩展能力:
多芯片并联可实现电流共享(如4个LT3080并联输出20A)。
3. 典型应用场景
数据中心服务器:
为CPU、GPU的辅助电源(如12V转1.8V)供电,输出电流<15A。
电动汽车:
为车载充电器(OBC)、电机控制器供电,输出电流<20A。
激光雷达(LiDAR):
为高功率激光二极管驱动电路供电,输出电流<10A。
4. 代表芯片
LT3080(Analog Devices):
输出电流5A,可并联扩展至20A,支持轨到轨输出。
TPS7H3301-SP(TI):
输出电流3A(可扩展至12A),航天级辐射硬化设计。
NCP59746(ON Semiconductor):
输出电流46A,需强制风冷,适用于极端高功率场景。
五、特殊用途LDO
1. 高电压LDO
输出电流:通常<1A(因高压调整管功耗限制)。
特点:
输入电压可达100V以上(如LM78L05仅支持35V输入,而TL783支持60V输入)。
应用:
工业传感器高压隔离电源、汽车电子高压电池管理。
2. 负电压LDO
输出电流:通常<200mA(因负压调整管设计复杂)。
特点:
输出负电压(如-5V、-12V),用于运算放大器偏置电路。
应用:
音频设备、医疗仪器(如心电图机)的负压供电。
3. 可调输出LDO
输出电流:与固定输出型号相同(如1A~3A)。
特点:
通过外部电阻调节输出电压(如LT3080支持0V~36V可调)。
应用:
需要灵活电压配置的实验室设备、原型开发板。
六、选择LDO输出电流类别的关键原则
负载电流匹配:
LDO标称输出电流应≥负载最大电流×1.2(留20%余量)。
示例:负载需1.5A,选输出电流≥1.8A的LDO(如TPS7B8233Q的3A)。
压差与效率平衡:
若输入电压与输出电压接近(如5V转3.3V),优先选低压差LDO(如TPS7B8233Q的350mV@3A)。
若压差过大(如12V转3.3V),考虑DC-DC转换器以提高效率。
散热设计验证:
, , ,则 。
若使用TO-220封装(
),结温 (需加散热片)。计算功耗
,确保结温 。示例:
特殊需求优先:
若需超低静态电流(如电池供电),选TPS7A02(20nA)。
若需高电压输入,选TL783(60V输入)。
七、总结:LDO输出电流类别的核心结论
类别 | 输出电流范围 | 典型应用场景 | 代表芯片 |
---|---|---|---|
微型LDO | 10mA~200mA | 传感器、可穿戴设备 | TPS7A02、LP2985 |
小电流LDO | 200mA~500mA | 消费电子辅助电路 | AMS1117、LD1117A50 |
中电流LDO | 1A~3A | 汽车电子、工业自动化 | TPS7B8233Q、LT3080 |
大电流LDO | 5A~20A | 数据中心、电动汽车 | LT3080(并联)、NCP59746 |
特殊用途LDO | 依型号而定 | 高电压、负电压、可调输出 | TL783、LM79L05 |
进阶建议:
对于高电流、高效率需求,可考虑集成MOSFET的线性稳压器(如LDO+MOSFET)或DC-DC转换器。
使用仿真工具(如LTspice)模拟LDO的输出电流与压差特性,优化散热设计。
责任编辑:Pan
【免责声明】
1、本文内容、数据、图表等来源于网络引用或其他公开资料,版权归属原作者、原发表出处。若版权所有方对本文的引用持有异议,请联系拍明芯城(marketing@iczoom.com),本方将及时处理。
2、本文的引用仅供读者交流学习使用,不涉及商业目的。
3、本文内容仅代表作者观点,拍明芯城不对内容的准确性、可靠性或完整性提供明示或暗示的保证。读者阅读本文后做出的决定或行为,是基于自主意愿和独立判断做出的,请读者明确相关结果。
4、如需转载本方拥有版权的文章,请联系拍明芯城(marketing@iczoom.com)注明“转载原因”。未经允许私自转载拍明芯城将保留追究其法律责任的权利。
拍明芯城拥有对此声明的最终解释权。