LDO基础(七)-LDO的电流相关概念

01 静态电流IQ

        静态电流 IQ是指当外部负载电流为零时为LDO 的内部电路供电所需的电流,它包括带隙基准电压源、误差放大器、输出分压器以及过流和过温检测等电路的工作电流。静态电流由拓扑结构、输入电压和温度确定。

        LDO消耗功率PD=(VIN-VOUT)* IOUT+(VIN * IQ)

        在待机模式中,静态电流甚至会占功耗的百分之五十以上,虽然其值不大,但是在一些低功耗设计中,如智能手表、手环等这个消耗就非常重要了。

02 接地电流IGND 

        接地电流IGND是指输入电流与输出电流之差,并且必然包括静态电流IQ一般的LDO接地电流在几个毫安级别。

        效率 =  IOUT/( IOUT + IGND) × VOUT/VIN × 100%

        以TI的TPS7A91为例,若其输入电压6.5V,输出电压3V,输出电流为5mA,则其IGND约为2mA,即效率不会高于36%,在低功耗应用中,这个效率非常低下。

03 关断电流

        关断电流是指输出被禁用时(受LDO控制,区别于负载断开的情况)LDO 消耗的输入电流。输出被禁用时,部分内部电路不再消耗功率,所以关断电流一定小于静态电流。其在低功耗应用中是非常重要的参数。

         如下图所示,关断电流与输入电压和温度有关。

04 电流限制 

        一般LDO中都过流关断功能,输出电流到达设定值时就会关断输出。但设定值也会随温度、输出电压等因素有变化,设计的时候需考虑这些因素。如下图1、图2所示。

图1 VOUT&温度对电流限制的影响

图2 温度对电流限制的影响

05 防止反向电流

        由于内部MOS管存在一个体二极管,当特殊情况下Vout大于Vin和内部体二极管正向导通压降之和时,电流可能通过体二极管反向流动,造成LDO损坏。

        防止出现反向电流的方法有几种,例如在Vin与Vout之间反并联一个肖特基二极管,由于肖特基二极管正向压降远低于内部体二极管的压降,所以反向电流会先通过外部肖特基二极管流向Vin,不会损坏LDO。

图3 Vin与Vout之间反并联肖特基二极管

        也可以在输入端串联肖特基二极管来防止反向电流。

图4 在输入端串联肖特基二极管

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