我设计的 LDO电 有问题吗？

选择像线性稳压器这样简单的东西通常是热动力学方面的一课。线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或 FET,从应用的输入电压中减去超额的电压，产生经过调节的输出电压。所谓压降电压，是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下 100mV 之内所需的输入电压与输出电压差额的最小值。正输出电压的 LDO(低压降)稳压器通常使用功率晶体管(也称为传递设备)作为 PNP.这种晶体管允许饱和，所以稳压器可以有一个非常低的压降电压，通常为 200mV 左右;与之相比，使用 NPN 复合电源晶体管的传统线性稳压器的压降为 2V 左右。负输出 LDO 使用 NPN 作为它的传递设备，其运行模式与正输出 LDO 的 PNP设备类似。

设计人员通常在设计完成后才意识到他们的错误。或者更糟糕的是，设计在现场失败，因为稳压器的运行温度超出了其额定温度。借助新型线性稳压器的所有新特性和规格，很容易忽略封装中耗散的瓦数。

请记住，线性稳压器基本上是一个传递元件和一个控制器。该元件是一个晶体管，它在控制回路的帮助下充当可变电阻器，在传输元件和负载之间形成分压器。

图 1. 线性稳压器框图。请注意将在其与负载之间形成分压器的传输元件，从而消耗功率。

人们经常忽略一个事实，即这不是一个神奇的实体。电压在通过元件上下降并且变得更热。例如，如果图 1 中的电路具有 100 mA 的恒定负载，则可以对其进行简化并为热目的建模，如图 2所示。输入为 5V，输出为 3.3V，输出为 100ma，传输元件的功耗为 170mW。

如果输入电压为 24 伏怎么办?现在消耗的功率为 (24-3.3) *100 mA = 2.07 瓦。这在许多微型 150 毫安稳压器中会过热。当然，我们都知道得更好。我们都知道 V=I*R 和 P=I*V。但是我们让我们的头脑欺骗我们去思考，“但它只有 100 mA，或 50 mA，等等。” 然后，宇宙中无情的法则悄悄出现，以一种非常吉布斯式的方式击中了我们的后脑勺[1]。

图 2. 稳定状态下线性稳压器的简化模型，显示了功率将在何处消散。

首先，这是我用来寻找线性稳压器的方法。这一切都与包装有关，更重要的是，包装中的瓦数。如果您计算功耗，您可以非常快速地选择封装尺寸。

1. 计算功耗。请记住，线性稳压器只是将额外电压降转换为热量的可变电阻器(方程式 1)：

Pd= (Vi-V OUT )*I OUT (等式 1)

2. 计算设计所需的最大工作温度所需的 θjA。这是结点对环境温度的热阻抗规格，基于安装在 PCB 上的封装(摄氏度/W)。这通常基于 150°C 的典型最高结温(请注意，某些部件的最高结温可能较低，请务必查看数据表)。所需的 θjA 应为(等式 2)：

≤ (MaxJunctionTemp – MaxOperatingTemp)/Pd (Eq. 2)

a. 过滤到封装中允许 θjA 小于上述计算的器件会产生满足此初始结温要求的部件。在最高结温下正常工作会影响可靠性。根据电路板、气流、环境和其他附近的热源，留出一些余量始终是一种很好的设计实践。

b. 一旦根据热需求缩小列表范围，就可以更轻松地了解其他愿望列表特性，例如快速瞬态响应、电源良好、启用、低噪声等。

c. 始终测试您的最终结果!在实验室中使用热电偶的一分钟可能比数小时的计算更有价值。

只需使用此热量计算器计算您的热量。

可以更深入地检查热分析，但第一次通过将有助于过滤掉无法工作的部分，并引导您找到更有可能工作的部分。所提供的参考资料更深入地探讨了这个主题，并展示了更多可能影响热设计的因素。