MIC5331：微型双路LDO的高性能解决方案

在当今对电源敏感的电子应用中，低功耗、高性能的电源管理芯片至关重要。Micrel公司的MIC5331微型双路低压差线性稳压器（LDO）就是这样一款出色的产品，下面我们来详细了解一下它。

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产品概述

MIC5331是一款适用于对电源敏感应用的微型双路低静态电流LDO。它将两个高性能、300mA的LDO集成到一个2mm x 2mm的超薄MLF封装中，占用的PCB板面积比单个SOT - 23封装还小。该芯片能够有效抑制输入噪声，提供低输出噪声，并对任何负载变化都能做出快速的瞬态响应，即使在低静态电流的情况下也能保持良好的性能。其PSRR（电源抑制比）、低噪声和瞬态响应的特性，再加上低功耗，使其成为一款高性能的通用产品。

产品特性

电气性能

• 宽输入电压范围：输入电压范围为2.3V至5.5V，能适应多种电源环境。
• 高输出电流：每个LDO可提供300mA的输出电流，满足大多数中小功率设备的需求。
• 低静态电流：每个LDO的静态电流仅为25µA，有助于降低功耗，延长电池续航时间。
• 高PSRR：每个LDO的PSRR大于65dB，能有效抑制电源噪声，提高电源的稳定性。
• 低输出电压噪声：输出电压噪声低至50µVrms，为对噪声敏感的电路提供了干净的电源。
• 超低压差电压：在300mA负载下，压差电压仅为120mV，减少了功率损耗。

稳定性与保护

• 电容兼容性：使用1µF的陶瓷输出电容即可稳定工作，减少了电路板空间和元件成本。
• 保护功能：具备热关断保护和电流限制保护，确保芯片在异常情况下的安全性。

封装优势

采用8引脚2mm x 2mm的超薄MLF封装，体积小巧，适合对空间要求较高的应用。

应用领域

MIC5331适用于多种便携式设备，如：

• 相机手机：为相机模块和其他功能模块提供稳定的电源。
• 移动电话：满足手机内部不同电路的供电需求。
• PDAs：为个人数字助理设备提供高效的电源管理。
• GPS接收器：确保GPS模块的稳定运行。
• 便携式设备：广泛应用于各种小型便携式电子设备中。

订购信息

MIC5331提供多种固定输出电压选项，以下是部分产品型号及其相关信息：	产品编号	制造编号	标记	电压	结温范围	封装
MIC5331 - 1.8/1.2YMT	MIC5331 - G4YMT	UG4	1.8V/1.2V	–40° to +125°C	8 - Pin 2mm x 2mm Thin MLF®
MIC5331 - 2.5/1.2YMT	MIC5331 - J4YMT	UJ4	2.5V/1.2V	–40° to +125°C	8 - Pin 2mm x 2mm Thin MLF®
MIC5331 - 2.8/2.8YMT	MIC5331 - MMYMT	UMM	2.8V/2.8V	–40° to +125°C	8 - Pin 2mm x 2mm Thin MLF®
MIC5331 - 2.8/2.85YMT	MIC5331 - MNYMT	UMN	2.8V/2.85V	–40° to +125°C	8 - Pin 2mm x 2mm Thin MLF®
MIC5331 - 2.85/2.85YMT	MIC5331 - NNYMT	UNN	2.85V/2.85V	–40° to +125°C	8 - Pin 2mm x 2mm Thin MLF®
MIC5331 - 3.0/2.8YMT	MIC5331 - PMYMT	UPM	3.0V/2.8V	–40° to +125°C	8 - Pin 2mm x 2mm Thin MLF®
MIC5331 - 3.0/2.85YMT	MIC5331 - PNYMT	UPN	3.0V/2.85V	–40° to +125°C	8 - Pin 2mm x 2mm Thin MLF®
MIC5331 - 3.0/3.0YMT	MIC5331 - PPYMT	UPP	3.0V/3.0V	–40° to +125°C	8 - Pin 2mm x 2mm Thin MLF®

如果需要其他电压选项，可以联系Micrel获取详细信息。

引脚配置与功能

引脚编号	引脚名称	引脚功能
1	VIN	电源输入
2	GND	接地
3	NC	内部未连接
4	EN2	使能输入（调节器2）：高电平有效，逻辑高 = 开启；逻辑低 = 关闭，不能浮空
5	EN1	使能输入（调节器1）：高电平有效，逻辑高 = 开启；逻辑低 = 关闭，不能浮空
6	NC	内部未连接
7	VOUT2	调节器输出 - LDO2
8	VOUT1	调节器输出 - LDO1

电气特性

在特定条件下（(V{IN}=V{EN 1}=V{EN 2}=V{OUT}+1.0V) ，取两个调节器输出中的较高值；(I{OUT1 }=I{OUT2 }=100 mu A) ；(C{OUT1 }=C{OUT2 }=1 mu F) ；(T{J}=25^{circ} C) ，粗体值表示 (-40^{circ} C ≤T{J} leq+125^{circ} C) ），MIC5331的电气特性如下：	参数	条件	最小值	典型值	最大值	单位
输出电压精度	与标称 (V_{OUT}) 的偏差	–1.0		+1.0	%
与标称 (V_{OUT}) 的偏差（–40°C至 +125°C）	–2.0		+2.0	%
线性调整率	(V{IN}=V{OUT}+1V) 至5.5V；(I_{OUT}=100µA)		0.02	0.3	%/V
负载调整率	(I_{OUT}=100µA) 至300mA		0.2	0.5	%
压差电压	(I_{OUT}=50mA)		20	40	mV
	(I_{OUT}=300mA)		120	240	mV
接地电流	(V{EN1}=High) ；(V{EN2}=Low) ；(I_{OUT}=100µA) 至300mA		25	50	µA
	(V{EN1}=Low) ；(V{EN2}=High) ；(I_{OUT}=100µA) 至300mA		25	50	µA
	(V{EN1}=V{EN2}=High) ；(I{OUT1}=300mA) ，(I{OUT2}=300mA)		40	75	µA
关断时接地电流	(V{EN1}=V{EN2}<0.2V)		0.01	1.0	µA
纹波抑制	(f = 1kHz) ；(C_{OUT}=2.2µF)		65		dB
	(f = 20kHz) ；(C_{OUT}=2.2µF)		45		dB
电流限制	(V_{OUT}=0V)	350	550	800	mA
输出电压噪声	(C_{OUT}=1µF) ；10Hz至100kHz		50		µV RMS
使能输入（EN1/EN2）	逻辑低			0.2	V
	逻辑高	1.2			V
	使能输入电流（(V_{IL} ≤ 0.2V) ）		0.01	1.0	µA
	使能输入电流（(V_{IH} ≥ 1.2V) ）		0.01	1.0	µA
开启时间	(C_{OUT}=1µF) （第一个LDO使能）		140	500	µs
	(C_{OUT}=1µF) （第一个LDO使能后第二个LDO使能）		110	500	µs

应用信息

电容选择

• 输入电容：MIC5331是高性能、高带宽设备，需要一个良好旁路的输入电源以实现最佳性能。建议在输入到地之间连接一个1µF的电容以提供稳定性。低ESR的陶瓷电容能在最小的空间内提供最佳性能。此外，还可以添加一些小值的NPO介质型高频电容来滤除高频噪声。推荐使用X5R或X7R介质的输入电容，不建议使用Y5V介质的电容，因为它在温度变化时会损失大部分电容值。
• 输出电容：MIC5331需要一个1µF或更大的输出电容来保持稳定性。设计针对低ESR陶瓷芯片电容进行了优化，高ESR电容可能会导致高频振荡。虽然可以增加输出电容的值，但对于1µF的陶瓷输出电容，性能已经得到了优化，更大的电容值并不会显著提高性能。推荐使用X7R/X5R介质型陶瓷电容，因为它们具有较好的温度性能。例如，X7R型电容在其工作温度范围内电容变化为15%，是最稳定的陶瓷电容类型。而Z5U和Y5V介质电容在其工作温度范围内的电容变化分别高达50%和60%。如果使用Y5V介质的陶瓷芯片电容，其值必须比X7R陶瓷电容大得多，以确保在等效工作温度范围内具有相同的最小电容值。

无负载稳定性

与许多其他电压调节器不同，MIC5331在无负载的情况下仍能保持稳定并处于调节状态，这在CMOS RAM保持活动应用中尤为重要。

使能/关断功能

MIC5331配备了双路高电平有效使能引脚，允许独立禁用每个调节器。将使能引脚置低可禁用调节器并使其进入“零”关断模式电流状态，此时调节器消耗的电流几乎为零。将使能引脚置高则启用输出电压。使能引脚采用CMOS技术，不能浮空，否则可能导致输出状态不确定。

热考虑

MIC5331设计用于在非常小的封装中为两个输出提供300mA的连续电流。可以根据输出电流和芯片上的电压降来计算最大环境工作温度。例如，当输入电压为3.6V，(V{OUT1}) 为3.0V，(V{OUT2}) 为2.8V，输出电流为300mA时，调节器电路的实际功耗可以通过以下公式计算： [P{D}=left(V{IN }-V{OUT 1}right) I{OUT 1}+left(V{IN }-V{OUT2 }right) I{OUT2 }+V{IN } I{GND}] 由于该设备是CMOS器件，且接地电流在负载范围内通常小于100µA，接地电流对功耗的贡献小于1%，因此在计算时可以忽略。 [P{D}=(3.6 V-3.0 V) × 300 mA+(3.6 V-2.8) × 300 mA = 0.42 W] 要确定封装的最大环境工作温度，可以使用设备的结到环境热阻和以下基本公式： [P{D(MAX)}=left(frac{T{J(MAX)}-T{A}}{theta{JA}}right)] 其中，(T{J(max )}=125^{circ} C) 为芯片的最大结温，(theta{JA}=90^{circ} C / W) 为结到环境的热阻。将 (P{D}) 代入 (P{D(max )}) 并求解环境工作温度，即可得到调节器电路的最大工作条件。在最小占位布局下，当MIC5331 - PMYMT在输入电压为3.6V且每个输出负载为300mA时，最大环境工作温度 (T{A}) 可以通过以下计算得出： [0.42 W=left(125^{circ} C-T{A}right) /left(90^{circ} C / Wright)] [T_{A}=87.2^{circ} C] 因此，在2mm x 2mm MLF封装中，每个输出电流为300mA的3.0V/2.8V应用可以承受87°C的环境工作温度。关于散热和热效应对电压调节器的全面讨论，请参考Micrel的《低 dropout 电压调节器设计手册》中的“调节器热学”部分，相关信息可在Micrel的网站（http://www.micrel.com/_PDF/other/LDOBk_ds.pdf）上找到。

典型应用电路

以下是MIC5331的典型应用电路及所需的物料清单：	项目	零件编号	制造商	描述	数量
C1, C2, C3	C1608X5R0J105K	TDK	电容，1µF陶瓷，6.3V，X5R，0603尺寸	3
R2, R3	CRCW06031002FKEYE3	Vishay	电阻，10kΩ，1%，1/16W，0603尺寸	2
U1	MIC5331 - XXYMT	Micrel	UCAP双路300mA LDO，2mm x 2mm超薄MLF®封装	1

在实际设计中，大家可以根据具体的应用需求，灵活运用MIC5331的各项特性，充分发挥其优势。同时，在使用过程中，对于电容的选择、热管理等方面都需要仔细考虑，以确保电路的稳定性和可靠性。你在使用类似LDO芯片时，遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。