MIC61150：低輸入電壓、單電源高電流LDO的卓越之選

在電子設(shè)計領(lǐng)域，對于需要低輸入電壓操作的高電流應(yīng)用，一款性能出色的低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）至關(guān)重要。Micrel的MIC61150就是這樣一款值得關(guān)注的產(chǎn)品，下面我們就來詳細了解一下它。

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一、產(chǎn)品概述

MIC61150是一款輸出電流為1.5A的低輸入電壓、單電源穩(wěn)壓器。它的輸入電壓范圍為1.1V至3.6V，在整個工作溫度范圍內(nèi)具有超低的壓差，小于200mV。該穩(wěn)壓器專為驅(qū)動需要高電流、低電壓的數(shù)字電路而設(shè)計，如DSP、FPGA、微控制器等。它有1.0V固定輸出電壓選項和可調(diào)輸出電壓選項可供選擇。

特點總結(jié)

• 寬輸入電壓范圍：單(V_{IN}) 軌為1.1V至3.6V，能適應(yīng)多種電源環(huán)境。
• 高精度輸出：輸出電壓精度在整個溫度范圍內(nèi)為±2.5%。
• 低壓差：室溫下典型壓差為75mV，滿載時最大壓差在整個溫度范圍內(nèi)為200mV。
• 小輸出電容需求：僅需低至22μF的陶瓷輸出電容即可保證穩(wěn)定。
• 可調(diào)輸出電壓：輸出電壓可低至0.5V。
• 軟啟動控制：通過外部電容實現(xiàn)軟啟動控制。
• 良好的穩(wěn)壓性能：具有出色的線路和負載調(diào)節(jié)能力。
• 邏輯控制關(guān)機：方便進行電源管理。
• 多重保護功能：具備熱關(guān)斷和限流保護。
• 多種封裝形式：提供10引腳3mm × 3mm MLF?和10引腳ePad MSOP兩種封裝。
• 寬工作溫度范圍：結(jié)溫范圍為?40°C至+125°C。

二、應(yīng)用領(lǐng)域

MIC61150的應(yīng)用十分廣泛，主要包括以下幾個方面：

• 負載點應(yīng)用：為特定負載提供穩(wěn)定的電源。
• ASIC/微處理器電源：滿足這些高性能芯片的電源需求。
• FPGA電源：確保FPGA的穩(wěn)定運行。
• 電信/網(wǎng)絡(luò)卡：為相關(guān)設(shè)備提供可靠的電源支持。
• 無線基礎(chǔ)設(shè)施：保障無線設(shè)備的正常工作。

三、技術(shù)細節(jié)分析

引腳配置與功能

電氣特性

在電氣特性方面，MIC61150表現(xiàn)出色。例如，輸入電壓范圍為1.1V至3.6V，在不同輸入電壓和輸出電流條件下，接地引腳電流有所不同。在關(guān)機狀態(tài)下，接地電流極低，僅為微安級別。輸出電壓精度高，負載調(diào)節(jié)和線路調(diào)節(jié)性能良好，能夠在不同負載和輸入電壓變化時保持穩(wěn)定的輸出。

典型特性曲線

文檔中給出了大量的典型特性曲線，包括GND引腳電流與輸入電壓、關(guān)機接地電流與輸入電壓、壓差電壓與輸入電壓等關(guān)系曲線。這些曲線直觀地展示了MIC61150在不同工作條件下的性能表現(xiàn)，對于工程師進行電路設(shè)計和性能評估非常有幫助。

四、設(shè)計要點

軟啟動

軟啟動功能通過控制輸出電壓上升時間來減少啟動時的電源輸入浪涌電流。CP引腳是內(nèi)部電荷泵的輸出，軟啟動上升時間由連接從CP引腳到GND的外部電容控制。建議選擇0.1μF至1μF的電荷泵外部電容，較大電容可實現(xiàn)更長的開啟時間。

輸入電容

大多數(shù)應(yīng)用中，只需一個10μF的陶瓷輸入電容。但對于快速負載瞬變和低裕量（(V{IN}-V{OUT})）情況，需要額外的大容量旁路電容，以確保穩(wěn)壓器不會失去調(diào)節(jié)能力。輸入電容應(yīng)放置在電路板同一側(cè)并靠近MIC61150，以減少壓差電壓和瞬態(tài)及短路情況下的電壓振鈴。

輸出電容

MIC61150需要一個22μF的陶瓷輸出電容作為頻率補償?shù)囊徊糠帧τ谳敵鲭妷旱陀?.8V的情況，為應(yīng)對大輸出瞬變，需要47μF或2x 22μF的輸出電容，以減少負載瞬變引起的輸出電壓下降。輸出電容的類型和放置標準與輸入電容相同。

最小負載電流

為了維持輸出電壓調(diào)節(jié)，MIC61150需要最小10mA的負載。

可調(diào)穩(wěn)壓器設(shè)計

MIC61150的可調(diào)版本允許通過在(V{OUT})到GND之間放置電阻分壓器網(wǎng)絡(luò)（R1，R2）來編程輸出電壓，范圍為0.5V至3.0V。輸出電壓由公式(V{OUT}=0.5 times(frac{R1}{R2}+1))確定，同時需要選擇合適的R2值以維持輸出端最小10mA的負載。

熱設(shè)計

線性穩(wěn)壓器的熱特性是需要考慮的重要設(shè)計參數(shù)。為了降低熱阻，應(yīng)將ePad（IC下方）焊接到PCB接地，并在ePad下方或附近放置熱過孔。通過計算穩(wěn)壓器的功耗(P{D}=(V{IN}-V{OUT}) × I{OUT}+(V{IN} × I{GND}))，結(jié)合熱阻(theta_{JA})，可以確定結(jié)溫。同時，要確保在最大環(huán)境溫度下，功耗不超過IC的最大結(jié)溫限制。

五、評估板信息

文檔還提供了MIC61150YML和MIC61150YMME兩種評估板的原理圖、物料清單和PCB布局建議。評估板的設(shè)計方便工程師進行實際測試和驗證，物料清單詳細列出了所需的電容、電阻等元件，PCB布局建議有助于優(yōu)化電路板設(shè)計，提高性能。

六、總結(jié)

總的來說，Micrel的MIC61150是一款性能卓越的低輸入電壓、單電源高電流LDO。它具有寬輸入電壓范圍、高精度輸出、低壓差、多種保護功能等優(yōu)點，適用于多種應(yīng)用場景。在設(shè)計過程中，工程師需要根據(jù)具體需求合理選擇引腳配置、電容和電阻等元件，同時注意熱設(shè)計和布局，以確保穩(wěn)壓器的性能和穩(wěn)定性。你在使用類似LDO時遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。