术语和定义

参考文献

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//www.xmece.com/configurable-mixed-signal

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作者：克雷格卡里

介绍

本应用笔记介绍了SLG46580的低压丢失（LDO）稳压器功能GreenPAK该集成电路集成了四个可配置的150 mA LDO稳压器GreenPAK“可配置矩阵”，为设计人员提供了更大的灵活性，实现各种功能，包括定制和控制电源轨的能力。四个LDO具有单独的可编程电压电平，范围为0.9 V至4.35 V.此外，这些LDO功能使控制，转换速率选择，过流限制，短路检测，热保护，输入/输出电压监控和低功耗模式选择。此应用笔记将涵盖这些功能以及其他一些有用的设计提示。

背景

LDO稳压器用于将输入电源电压降至较低电压ic的电源电压规格。使用PMOS晶体管的简单实现如图所示图1．输出电压通过电阻分压器与参考电压进行比较，误差信息用于PMOS栅极的反馈控制。

使用PMOS晶体管是实现LDO“低dropout”能力的一种方法。一个典型的非LDO线性稳压器从输入到输出需要1v的净空，而LDO通常只需要200到300 mV。假设一个LDO有一个250 mV的跌落电压-如果设计者想要调节LDO输出到3.3 V, LDO输入电压需要至少3.55 V。对于SLG46580，在满负荷时，压差最大为300 mV。注意，在最低输出电压设置下，最小电源电压不是由PMOS dropout限制的，而是由2.3 V的最小运行电源电压限制的。

基本的LDO功能

SLG46580整合了Dialog的可配置性GreenPAK集成电路通过提供大量可编程特性进入ldo。这些ldo有三种运行模式:旁路模式、高功率(HP)模式和低功率(LP)模式。虽然LP和HP模式都是LDO稳压器模式，但旁路模式作为一个简单的电源开关连接VIN和VOUT。在LDO的属性菜单中，您可以选择“VOUT0/VOUT1”或“VOUT0/PWR开关”模式，如下图所示图2．在“VOUT0 / VOUT1”模式下，您可以根据LDO的VOUT0 / VOUT1矩阵连接在VOUT0或VOUT1上进行调节。数字低将选择VOUT0，而数字高将选择VOUT1。同样，在“VOUT0 / PWR开关”模式下，您可以在VOUT0和旁路模式之间进行选择。

在HP模式下，LDO以其标准的150 mA配置运行。如果您查看HP模式的通用规范，请参见表1，您可以看到该模式的静态电流在HP模式下为一个LDO调节器大约为32μA。如前所述，LDO在250 mV典型的情况下需要小型丢失电压规格。有关官方LDO相关规范，请参阅数据表中的电气特性表。

象征	参数	条件/注意	分钟。	典型。	最大限度。	单元
IOUT	输出电流等级	每LDO	-	-	150	嘛
文	电压输入		2.3	-	VDD.	V
vdo.	电压丢失		-	250	300	m
智商	静态电流	HP模式下的一个LDO调节器	-	32	-	µ一
Δ电压输出	输出电压精度	Over PVT of VOUT > 1.5 V	-3	-	3.	％
		Over PVT of VOUT≤1.5 V	-60	-	60	m

对于要求小于100µA的低功亚博国际官网平台网址耗应用，可以使用LP模式。在LP模式下，LDO使用一个低功率带隙基准来产生输出电压。表2.下面展示了一些重要的LDO规范，包括一个2 μ l LDO在LP模式下的静态电流规范。此外，压降从典型的250 mV增加到500 mV。

象征	参数	条件/注意	分钟。	典型。	最大限度。	单元
IOUT	输出电流等级	每LDO	-	-	One hundred.	µ一
文	电压输入		2.3	-	VDD.	V
vdo.	电压丢失		-	500.	750.	m
智商	静态电流	LP模式下的LDO调节器	-	2	4	µ一
Δ电压输出	输出电压精度	在PVT	-10	-	10	％

在HP和LP模式下，用户还可以配置许多其他选项。设计人员可以选择0.9 V到4.35 V的输出电压。此外，他或她可以选择LDO输出的启动坡道坡度，并可以连接或断开300Ω放电电阻到LDO输出。下面的段落将更详细地讨论最后两个主题。

启动斜坡斜坡

SLG46580允许用户选择以下输出转换速率之一：1.25,2.5,10和20 v / ms。与对话的负载开关一样，转换速率控制功能有助于将浪涌电流限制为电容负载，从而防止弱电源下降到不可接受的低电压。为了复制具有台式电源的弱输入源，确定所需源的有效输出阻抗或驱动强度，并在台式电源和LDO输入之间串联放置电阻。

为了适应弱来源（即：硬币电池），我们建议选择较低的转换速率以限制浪涌电流并最小化LDO输入电容上的电压下降。要使用更快的启动斜坡斜坡，请增加输入电容或提高输入源的驱动强度。

放电电阻

设计者可以启用或禁用300 Ω放电电阻在每个LDO连接到LDO输出时，它是禁用的。根据您的应用程序，在禁用LDO输出时，您可能希望释放它，也可能不希望释放它。重要的是要注意，当LDO启用时，这个电阻并没有连接到LDO输出。

如前所述，SLG46580可以配置为在两个预设电压VOUT0和VOUT1之间进行选择。假设您目前将VOUT0和VOUT1分别设置为1.5V和2 V。如果您想将LDO输出电压从VOUT1 (2 V)降至VOUT0 (1.5 V)，则需要将VOUT0/VOUT1矩阵连接从高电平切换到低电平。你可能期望LDO输出瞬间下降，但LDO输出无法吸收电流，以拉出输出电容的电荷。如果SLG46580的LDO在每次切换电压时被禁用，你可以使用内部的300 Ω电阻来吸收这个电流，但如果LDO输出被切换而LDO被启用，你将需要使用一个外部负载来释放输出电容。

电源开关基本功能

如“基本LDO功能”部分中所述，SLG46580中的LDO可以重新配置为电源开关。这些电源开关设计用于将输入电压直接从VIN传递到VOUT而不调节。电源开关模式有300Ω放电电阻功能，但启动斜坡和过流限制和短路检测功能不可用。

过流限制和短路检测

在使用HP模式下使用LDO时，可以使能过电流限制和短路检测特征使LDO的输出电流限制为〜175 mA。如果输出电流限制为175 mA并且输出电压小于0.5 V，则LDO将进入故障状态，该故障状态将夹紧输出电流至约20mA。在此状态期间，LDO的“NFault”输出将被断言。

为了自动破坏该故障条件，LDO的输出电压必须超过0.5 V，而LDO的输出电流钳位至约20 mA。通过欧姆的法律，我们可以计算超过0.5V限制所需的最小负载电阻为25Ω。通过测试，我们观察到LDO需要超过约40Ω的电阻负载。对于小于40Ω的电阻负载，通过连接矩阵或i手动复位LDO2C将是必需的。

当在HP模式下使能过流限制和短路检测时，LDO暂时绕过20 mA限流特性，允许输出电压在大电流应用中适当上升。亚博国际官网平台网址下料时间由25µs到600µs不等，取决于启动爬坡速率的选择。在这种配置下，电流总是被限制在175ma。

热保护

SLG46580有一个内置的温度传感器，可以与ACMP一起使用，当芯片超过指定的温度阈值时禁用LDO。温度传感器(TS)块产生与温度成线性比例的模拟电压。温度与电压的关系如式(1） 以下。

如果在ACMP的ACMP的基准电压以下TS输出电压降低，则在ACMP中启用温度传感器，则ACMP输出将降低，并将禁用LDO。当TS的电压超过ACMP的基准电压时，将自动重新启用LDO。

欠压锁定/功率良好的监控

SLG46580 ACMP可用于监控LDO输入和输出电压。连接到LDO的输入时，这些ACMP可以执行通常称为欠压锁定的内容。当输入电压降低指定电压时，可以使用ACMP输出来禁用LDO。同样，您可以使用ACMP监视LDO的输出电压。例如，如果输出电压很短，则可以使用ACMP检测下降到特定电压以下的输出电压。或者，当输出电压上升到阈值上方时，您可以在电源排序应用中启用其他LDO。

I2C的考虑

我2SLG46580的C功能提供对LDO的内部寄存器的访问。这些寄存器提供了LDO的启用，模式，选择，VREF选择以及LDO内的许多其他设置的设计者的其他可配置性和控制。图3列出LDO0使用的一些寄存器位置和矩阵输出连接。对于其他LDO的框图，请参阅数据表的“SLG46580低丢弃调节器”部分。此外，有关寄存器位和矩阵连接的更多信息，请在数据表中查阅“附录A - SLG46580 / 2/3寄存器定义包装系统定义”。

想了解更多关于I2C，请参考AN-1090.在对话框的网站上。

典型应用电路:LDO配置

在使用SLG46580中的ldo进行设计时，应该考虑一些一般的指导原则。这些建议围绕输入和输出电容显示图4．输入和输出电容的选择和放置会影响LDO的输入电压降、涌流能力、通断时间和稳定性。

输出电容：

为了使LDO在电路中稳定运行，大多数设计依赖于连接到LDO输出端的电容。这个电容和输出的ESR(等效串联电阻)/ ESL(等效串联电感)在内部放大器电路的相位响应中引入了一个零，这有助于改善LDO的相位裕度。

如果LDO的输出电容太小，则引入系统的零将发生放大器的Unity增益频率，并将导致不稳定。因此，我们建议在每个LDO输出上施加至少2μF电容。

同样，如果输出ESR和ESL太大，则LDO将变得不稳定。对于大于1.5 V的LDO输出电压，我们推荐最大ESR和ESL，分别为20mΩ和2.5 nH。我们建议使用X5R和X7R陶瓷电容器，因为与钽电容器相比，它们具有很少的内在ESR / ESL。通过最小化SLG46580 LDO输出焊盘和电容器之间的距离，您可以最小化LDO输出上的ESR和ESL值。

输入电容:

当确定一对ldo (LDO0/1或LDO2/3)的适当输入电容时，首先要增加输出电容。作为一般的“经验法则”，使用LDO对输出电容的总和作为最小输入电容。当LDO使能时，LDO输出电容开始充电时，电荷转移和涌入电流从LDO的输入到输出。

当使能时，LDO使用存储在输入电容中的电荷作为临时电源，直到电源能够对负载变化作出反应。如果输入电容过小，启动斜坡率高，从输入电容拉出的电流会导致输入电压明显下降。通过增加输入电容，当LDO启用时，会有更大的电荷池。

输入电压驱动强度与输入电容值之间存在平衡。增加输入电容可以帮助短期暂时限制，但电容器将无法在延长的时间段内向负载源大电流。如果输入电容和电压源不能提供无需显着电压下降所需的浪涌电流，则降低输入启动坡度。有关最佳性能，请将输入电容器靠近LDO输入引脚。

高功率建议

随着LDO积极调节，SLG46580可以燃烧大量功率。通过使用等式（2），可以计算在LDO上消散的功率。SLG46580的热限制在85℃和800mW的70℃下限制在600mW。

由于SLG46580是一个倒装芯片设备，LDO中功耗的热导率是最强的，尽管各自的LDO的输入和输出引脚。因此，通过增加PCB上的LDO输入和输出轨迹宽度，可以最大限度地实现从SLG46580到PCB的热传递。

SLG46582和SLG46583

SLG46582和SLG46583GreenPAK设备在本应用笔记中描述的相同原理上运行。SLG46580与这两个IC之间的主要差异是LDO的数量及其当前额定值。SLG46580 LDOS已在硅中组合以增加最大电流规格。请参阅表3了解更多信息。

	LDO数量	imax-per-ldo（ma）
SLG46580	4	150 ma.
SLG46582.	2	300毫安
SLG46583.	1	600毫安

在为SLG46582 / 3创建PCB布局时，请修改此应用笔记中先前描述的典型应用电路和高功率建议。如在数据表的“低丢弃调节器”部分中的“低丢失调节器”部分中的外部关闭LDO输入和输出，请将外部短路尽可能接近IC。此外，我们建议从外部短路的中间路由组合的LDO输出跟踪。这意味着通过最小化任何LDO输出引脚和负载之间的最大距离，匹配在每个单独的LDO输出引脚上看到的输出负载阻抗。

结论

SLG46580内部有四个ldo，可以重新配置为电源开关，非常适合需要多个电源轨电压的低功耗应用。亚博国际官网平台网址利用电压范围，设计了保护电路2C功能和此IC的其他功能，您可以在许多应用程序中创建定制IC。亚博国际官网平台网址通过遵循本应用笔记中提供的设计提示和技巧，您现在需要开始使用SLG46580开始设计所需的知识。