LP3985：高性能低噪声CMOS电压调节器的全面解析

在电子设备设计中，电压调节器是保障设备稳定运行的关键组件。今天，我们就来深入探讨一款优秀的电压调节器——LP3985，它是一款微功率、150 - mA低噪声超低压差CMOS电压调节器，专为便携式和无线应用打造。

文件下载：LP3985ITL-2.7 NOPB.pdf

1. 产品特性

1.1 输入输出特性

LP3985的输入电压范围为2.5 V至6 V，能够提供标准的2.5 - V、2.6 - V、2.7 - V等多种输出电压选项。在150 - mA负载下，最大压差仅100 - mV，并且经过验证可输出150 - mA电流。这意味着它能在较宽的输入电压范围内稳定工作，为不同的应用场景提供可靠的电源支持。你是否在设计中遇到过输入电压波动大的问题呢？LP3985或许能帮你解决。

1.2 电气性能

• 电源抑制比（PSRR）：在1 kHz、(V{IN }=V{OUT }+0.2 ~V) 条件下，PSRR可达50 dB，能有效抑制电源噪声，为对电源质量要求较高的电路提供干净的电源。
• 静态电流：关机时静态电流 ≤1.5 - μA，大大降低了功耗，延长了电池续航时间。
• 输出噪声：在10 Hz至100 kHz范围内，典型输出噪声为 (30- mu V_{RMS }) ，满足对低噪声有严格要求的应用。
• 开启时间：快速开启时间为200 μs（典型值），能迅速响应设备的启动需求。

1.3 稳定性与保护特性

• 电容兼容性：与陶瓷和高质量钽电容配合使用时能保持稳定，为设计提供了更多的电容选择。
• 保护功能：具备热关断和短路电流限制功能，有效保护设备在异常情况下不受损坏。

2. 应用领域

LP3985适用于多种便携式和无线设备，如CDMA、宽带CDMA和GSM蜂窝手机，以及便携式信息设备等。这些设备通常对电源的性能和空间要求较高，LP3985的高性能和小尺寸特性正好满足了这些需求。你在设计这类设备时，有没有考虑过LP3985呢？

3. 详细描述

3.1 整体概述

LP3985系列固定输出、超低压差和低噪声调节器，为电池供电应用提供了出色且经济高效的性能。它不仅能提供150 - mA的连续负载电流，还具备过流和过温保护等标准调节器功能。

3.2 功能特性

• 空载稳定性：在无外部负载时，LP3985仍能保持稳定并处于调节状态，这在CMOS RAM保持应用中尤为重要。
• 开关控制：通过拉低EN引脚可关闭LP3985，拉高则开启。若不使用该功能，应将EN引脚连接到 (V_{IN }) 以保持调节器始终输出。
• 快速开启：为加快启动过程，BYPASS引脚的降噪电容通过内部70 - μA电流源充电。开启时间由旁路电容的时间常数决定，电容值越小，开启时间越短，但降噪效果也会减弱。在设计时，你需要根据实际需求权衡开启时间和降噪效果。

4. 应用与实现

4.1 典型应用

LP3985典型应用的设计参数包括：输入电压4.2 V（±10%），由1 MHz开关的DC - DC转换器提供；输出电压3 V（±5%）；最大输出电流150 mA；10 Hz至100 kHz的RMS噪声为30 μV；1 kHz时的PSRR为50 dB。

4.2 设计要点

• 外部电容选择：
  • 输入电容：LP3985输入引脚与地之间需约1 μF的电容，该电容应距离输入引脚不超过1 cm，并连接到干净的模拟地。陶瓷电容是推荐选择，若使用钽电容，需确保其浪涌电流额定值满足应用要求。
  • 输出电容：正确选择输出电容对确保稳定运行至关重要。LP3985适合使用小尺寸陶瓷输出电容，如1 μF、ESR在5 mΩ至500 mΩ之间的X7R陶瓷电容。选择电容时，需考虑DC偏置、频率和温度等因素。
  • 噪声旁路电容：在CBYPASS引脚和地之间连接0.01 - μF电容可显著降低调节器输出噪声。陶瓷和薄膜电容是适合的选择，它们具有低泄漏电流的特点。
• 热考虑：由于SOT - 23（DBV）和DSBGA（YZR）封装的功率耗散有限，需根据公式 (P{D}=((V{IN }-V{OUT }) ×I{OUT })) 计算功率耗散，并确保最大工作结温不超过125°C。在设计时，你是否充分考虑了热问题呢？

5. 布局建议

5.1 布局准则

为获得最佳性能，应将所有电路组件放置在电路板同一侧，并尽量靠近LDO引脚连接。输入和输出电容的接地返回连接以及LDO接地引脚应尽量靠近，通过宽的铜表面连接。避免使用过孔和长走线，建议使用接地参考平面，以减少电感寄生效应，降低负载电流瞬变，减少噪声并提高电路稳定性。

5.2 特殊注意事项

• DSBGA封装安装：DSBGA封装需要特定的安装技术，具体可参考德州仪器应用笔记1112。
• DSBGA光敏感性：DSBGA设备暴露在直射阳光下会导致误操作，红色和红外光对其影响较大，而室内荧光灯影响较小。

6. 器件与文档支持

6.1 相关文档

可参考德州仪器应用笔记AN - 1187和AN - 1112获取更多相关信息。

6.2 静电放电注意

该集成电路易受ESD损坏，操作时需采取适当的预防措施。

7. 机械、封装与订购信息

LP3985提供SOT - 23和DSBGA两种封装，不同封装有不同的尺寸和性能特点。订购时需根据实际需求选择合适的型号和封装。

总之，LP3985以其高性能、低噪声和小尺寸等特点，为便携式和无线应用提供了优秀的电源解决方案。在设计过程中，充分了解其特性和应用要点，能帮助我们更好地发挥其优势，设计出更稳定、高效的电子设备。你在使用LP3985的过程中遇到过什么问题呢？欢迎在评论区分享你的经验。