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使用 LDO 实现轻负载状态下最低流耗

2017年04月18日 13:25 次阅读

设计一个空负载时流耗仅有几微安的DC/DC转换器可以被看作是用打火机油为大排量汽车补充燃料 – 你也许能让他运转,但是并不容易!在大多数新式DC/DC转换器中,满负载时的高效率已司空见惯,然而,在负载被禁用或者断开时实现高效率仍然是一项困难且/或者开销很大的任务。

很多汽车和工业应用不但在满负载时要求从主电源到低至负载点 (POL) 电压的高效12V或24V降压电力转换,而且在器件处于空闲或者关断状态时需要流耗极低。为了实现如此低的电流,你可以简单地使用一个与降压转换器并联的低压降稳压器 (LDO) ,在系统进入轻负载/无负载状态时从电池汲取最少的电流。

最终,在系统中延长电池使用寿命的理想情况将是禁止任何可能的器件使用输入电源。然而在某些情况下,对于系统中的特定组件,仍然需要为他们提供稳压电压,以便在关断状态期间实现与其他系统块的通信(即汽车应用中的CAN总线收发器)。不是专门针对轻负载效率而设计的DC/DC转换器在没有负载的时候流耗为几毫安。此外,那些的确在高负载时表现出高效率的转换器将采用频率折返机制和断续运行模式,从而导致嘈杂输出电压和过多电磁干扰 (EMI)。LDO是轻负载情况的理想选择,这是因为LDO可被设计成在保持低噪声输出电压的同时消耗极低的电流。进入输入的无负载电流(也被称为“接地电流”)可以为几微安级或者更低。因此,将转换器和LDO的性能组合在一起具有明显的优势。

如果设计人员能够在负载将变为最小时禁用DC/DC转换器的话,有一个可将二者并联使用的简单方法,就是设计人员使用启用/禁用转换器的信号来控制负载。图1中显示了这样的一个示例:

 

如何借助LDO提高降压转换器的轻负载效率 – I

 

1 – DC/DC转换器与LDO并联时的方框图

图2给出了一条低lq LDO效率曲线的普通示例,其中还绘制了一条用于较高电压转换(即12V至1V)的DC/DC转换器的效率曲线。轻负载时,LDO效率更高。如果系统绝大多数时间处于轻负载状态,使用LDO来调节电压能够极大地改进总体系统效率。

 

如何借助LDO提高降压转换器的轻负载效率 – I

 

执行图1中的电路要求转换器输出电压被设定为高于最大LDO输出电压。在正常运行时,当转换器被启用,转换器将调节输出电压并将电流提供给负载。大多数LDO不能灌电流,从而需要依赖来自导通器件的负载电流调节输出。将LDO的输出电压拉高到其标称电压以上将强制LDO进入未稳压状态,在这个状态中,电流将不会从输入流到输出,而DC/DC转换器将高效运转,就好像未连接LDO一样。

一旦DC/DC转换器被禁用,他将停止开关,而输出电压将下降,直到LDO开始调节输出。在再次被启用时,DC/DC转换器将在预偏置条件下启动(启动时输出上有正电压的情况被称为“预偏置”)。转换器将开始其启动过程,而不从输出节点灌入任何电流,最终将输出上的电压拉高到标称LDO电压以上,并且重新获得对输出的控制。

请仔细看一下一块容量1400mAh的电池的使用寿命简单计算方法。比如说器件在电池已经完全充电后被保持在待机状态,而连接在其上的电源是一个无负载时静态电流为10uA的LDO,或者是一个空负载时静态电流为200uA的DC/DC转换器。

电池容量

 

使用DC/DC转换器时的电池使用寿命(完全首次充电)

 

使用LDO时的电池使用寿命(完全首次充电)

 

1400 mAh

 

1400 / 0.2 = 7000 小时

7000 / 24 = 291.7 天

 

1400 / 0.01 = 140000 小时

140000 / 24 = 5833.3 天

 

电池寿命可以延长20倍!在以下一次博客发帖中,我们将讨论一个示例,看看如何用TI器件来实现。

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Allegro MicroSystems,LLC...

美国马萨诸塞州伍斯特市 – Allegro MicroSystems,LLC宣布推出一款全新的宽输入...

发表于 2017-08-30 10:14 451次阅读
Allegro MicroSystems,LLC...

具 9µA 静态电流的 2A、2MHz、 60V...

加利福尼亚州米尔皮塔斯 (MILPITAS, CA) 和马萨诸塞州诺伍德 (NORWOOD, MA)...

发表于 2017-08-22 14:33 383次阅读
具 9µA 静态电流的 2A、2MHz、 60V...

稳压器的作用原理_稳压器怎么安装_家用稳压器接线...

稳压器是使输出电压稳定的设备。稳压器由调压电路、控制电路、及伺服电机等组成。当输入电压或负载变化时,...

发表于 2017-08-18 16:35 5405次阅读
稳压器的作用原理_稳压器怎么安装_家用稳压器接线...

求推荐一款输出电压为1.8v的超低功耗LDO

发表于 2017-08-14 22:20 662次阅读
求推荐一款输出电压为1.8v的超低功耗LDO

电压低怎么办?农村电压低怎么办?空调电压低怎么办...

电压低的原因很多,   1、低压线路比较长,线路电阻较大;   2、低压负荷比较大,线路压降比平...

发表于 2017-08-01 11:49 7837次阅读
电压低怎么办?农村电压低怎么办?空调电压低怎么办...

凌晔科技 供应 TPS79333DBVR SOT23-5 TI/德州、超低噪声,高PSRR ,低压差线性SOT23稳压器

发表于 2017-07-28 14:22 450次阅读
凌晔科技 供应 TPS79333DBVR SOT23-5 TI/德州、超低噪声,高PSRR ,低压差线性SOT23稳压器

20V、20A 单片同步 Silent Swit...

加利福尼亚州米尔皮塔斯 (MILPITAS, CA) 和马萨诸塞州诺伍德 (NORWOOD, MA)...

发表于 2017-07-25 15:12 231次阅读
20V、20A 单片同步 Silent Swit...

ME6222——400mA,最低输出电压0.8V,可调,高速LDO-微盟电子-斗石方案

发表于 2017-06-30 10:33 787次阅读
ME6222——400mA,最低输出电压0.8V,可调,高速LDO-微盟电子-斗石方案

采用紧凑型 4mm x 5mm QFN 封装的 ...

加利福尼亚州米尔皮塔斯 (MILPITAS, CA) 和马萨诸塞州诺伍德 (NORWOOD, MA)...

发表于 2017-06-27 17:06 253次阅读
采用紧凑型 4mm x 5mm QFN 封装的 ...

多芯片集成终于在隔离型DC-DC转换器中实现

许多云基础设施的应用采用半桥和全桥拓扑结构,如无线基站(远程无线电单元)、电源模块和任何板载隔离型D...

发表于 2017-06-27 10:10 595次阅读
多芯片集成终于在隔离型DC-DC转换器中实现

SD8910 一款输入电压:4.5V至21V,输出电流:2A,降压型同步整流稳压器IC

发表于 2017-06-22 15:26 567次阅读
SD8910 一款输入电压:4.5V至21V,输出电流:2A,降压型同步整流稳压器IC

750mA、42VIN 同步降压型 DC/DC ...

加利福尼亚州米尔皮塔斯 (MILPITAS, CA) 和马萨诸塞州诺伍德 (NORWOOD, MA)...

发表于 2017-06-20 14:14 239次阅读
750mA、42VIN 同步降压型 DC/DC ...

如何设计出高能效、高可靠性和高功率密度的同步降压...

设计一个可靠的同步降压稳压器,首先必须满足其动态性能指标如负载响应能力。而输出电感、电容的选择会直接...

发表于 2017-06-16 17:16 448次阅读
如何设计出高能效、高可靠性和高功率密度的同步降压...

处理一批线性稳压器,可单颗购买,内附清单!

发表于 2017-06-13 10:43 371次阅读
处理一批线性稳压器,可单颗购买,内附清单!

150V 同步降压型 DC/DC 控制器 免除了...

加利福尼亚州米尔皮塔斯 (MILPITAS, CA) 和马萨诸塞州诺伍德 (NORWOOD, MA)...

发表于 2017-06-09 16:53 343次阅读
150V 同步降压型 DC/DC 控制器 免除了...

Maxim发布最新喜马拉雅DC-DC降压转换器,...

中国,北京—2017年5月18日—Maxim推出MAX17572和MAX17574喜马拉雅同步降压D...

发表于 2017-05-19 17:37 305次阅读
Maxim发布最新喜马拉雅DC-DC降压转换器,...

采用 ThinSOT 或 3mm x 2mm D...

LT8330 单片式 DC/DC 转换器采用扁平 6 引线 ThinSOT 或 8 引线 (3mm ...

发表于 2017-05-16 10:08 245次阅读
采用 ThinSOT 或 3mm x 2mm D...

通过主动输出放电功能来保护敏感和昂贵的负载

线性稳压器普遍用于很多现代电子系统中。尽管低压差 (LDO) 线性稳压器极少成为最昂贵的系统组件,但...

发表于 2017-05-15 09:54 508次阅读
通过主动输出放电功能来保护敏感和昂贵的负载

Microchip发布灵活的集成式数字增强型电源...

Microchip Technology Inc.(美国微芯科技公司)日前推出了用于DC-DC电源转...

发表于 2017-05-11 15:25 396次阅读
Microchip发布灵活的集成式数字增强型电源...

Vishay新款超薄功率电感器可为便携式电子产品...

宾夕法尼亚、MALVERN — 2017 年 4 月21 日 — 日前,Vishay Interte...

发表于 2017-04-27 18:31 479次阅读
Vishay新款超薄功率电感器可为便携式电子产品...

车载 DC/DC 充电器已经势在必行,您还没有用...

正如我的朋友 Brian 在他的博客中说的,现在人人都随身携带智能手机或平板电脑。这些是收发业务邮件...

发表于 2017-04-27 10:01 468次阅读
车载 DC/DC 充电器已经势在必行,您还没有用...

使用宽频 VIN 降压转换器与 LDO 为汽车电...

近些年来,车用电子设备在汽车系统设计中的重要性越来越大。您可能也会经常听说,汽车拥有的越来越多的便利...

发表于 2017-04-26 18:23 221次阅读
使用宽频 VIN 降压转换器与 LDO 为汽车电...

下一代家电设计目标:低功耗同时尽可能减少输入电流

积少成多这是我们一贯坚持的目标,对于电器功耗来说尤其如此。作为设计师,您的目标是获得更多的电流为更多...

发表于 2017-04-26 16:20 228次阅读
下一代家电设计目标:低功耗同时尽可能减少输入电流

节省成本的智能仪表该怎么做?

在现代仪表设计中,低功耗是必不可少的。不论是测量煤气、水、电或热量,你必须限制流耗,以实现较长的电池...

发表于 2017-04-26 12:32 157次阅读
节省成本的智能仪表该怎么做?

为下一代家用电器供电,如何“集腋成裘”?

作为设计师,您的目标是获得更多的电流为更多的子系统供电,同时降低总体功耗。为家用电器添加新功能当下很...

发表于 2017-04-26 11:55 113次阅读
为下一代家用电器供电,如何“集腋成裘”?