01線性穩壓器IC的輸入輸出電壓差與瞬態響應及紋波抑制比之間的關系

線性穩壓器IC工作時的最小輸入電壓是從產品規格書“輸入輸出電壓差vs輸出電流”圖表中讀取所用負載電流下的輸入輸出電壓差，并與輸出電壓相加得出的。下圖是從BDxxIC0W系列的產品規格書中摘錄的示例。例如，當負載電流（輸出電流）IO為0.6A時，輸入輸出電壓差Vdrop約為0.25V，如果所需的輸出電壓為3.3V，則最小輸入電壓為3.3V+0.25V=3.55V。圖表中的特性值通常為典型值。

輸入輸出電壓差與輸出電流（負載電流）的關系示例

在上述示例那樣輸入輸出電壓差盡可能小的條件下，需要注意以下幾點。這種情況下，雖然DC能夠工作并輸出既定的電壓，但控制能力會有所下降。

輸入輸出電壓差較小時，無法在短時間內從輸入向輸出提供足夠的電流，導致負載響應特性下降。另外，響應速度變慢，PSRR（紋波抑制比）特性也會隨之惡化。

如果僅從效率角度出發將輸入輸出電壓差設為最小值，線性穩壓器在某些工作條件下可能無法充分發揮其性能。因此，需確認能夠滿足負載響應性能和PSRR特性的輸入電壓，并在效率與各項特性之間找到平衡點。

02線性穩壓器IC的輸出控制（EN）引腳

通過EN引腳可以控制輸出的開啟/關閉。BDxxIC0系列中，當在EN為低電平時，VO關閉，IC整體停止工作，消耗電流為零；EN為高電平時，IC啟動，VO開啟。下圖為電路示例。

為確保IC的啟動/關閉，需按照產品規格書電氣特性中規定的值給EN引腳施加電壓（下表摘自產品規格書）。

※Ta＝25℃、VCC＝3.3V、R1＝16kΩ、R2＝7.5kΩ

作為設計參考值，閾值的中心值約為1.7V，容差為±0.2V左右，溫度特性約為1.85V～1.5V（-40℃～+105℃），整體為1.3V～2.05V左右。

EN引腳是輸出電壓開/關控制引腳，起開關作用，但通常會以EN輸入在短時間內完成High/Low切換為前提來進行設計。請勿將EN引腳固定在High/Low切換的中點電位（上述1.3V～2.05V附近），因為輸出電壓在中點電位可能不穩定。

VCC和EN的上電時序沒有限制。下圖為EN引腳電壓（VEN）保持High狀態下施加VCC（左圖）時和施加VCC后將VEN設置為High（右圖）時的輸出電壓（VO）啟動波形的示例。由此可見，無論上電時序如何，輸出啟動均遵循邏輯上的“AND”關系。關閉時同樣不受時序影響，VEN為Low或VCC被切斷時，輸出都會關閉。另外，其他系列或制造商可能有特定的時序要求，因此務必查閱各IC產品規格書中的工作條件。

不使用輸出控制功能時，請將EN引腳直接連接至VCC，此時無需串聯電阻。電路示例如下所示：

作為設計參考值，EN引腳變為High后到輸出電壓開始啟動的延遲時間約為70μs（見下圖）。此處的“開始啟動”是指輸出VOUT上升至10%的時刻。

通過機械開關控制EN引腳時，開關的抖動可能會導致輸出電壓也出現波動。此時，請在EN引腳前端插入RC濾波器以防止抖動波形進入EN引腳（見下圖）。

另外，EN引腳與開關之間的布線較長時，線路的電感分量可能引發較大的脈沖波形，當該電壓超過EN引腳耐壓值時可能會導致IC損壞。此問題同樣可以通過在EN引腳前端插入RC濾波器來抑制脈沖波形的峰值進行應對（見下圖）。

無論哪種情況，都需要在實際設備上使用示波器等儀器確認RC濾波器的效果，并根據電容器C的容值進行調整。

03線性穩壓器IC輸出電容的注意事項

在線性穩壓器IC的電源電路中，通常需要在輸入端和輸出端分別配置電容器。接下來將介紹輸出電容與輸入電容的相關注意事項。首先介紹輸出電容的注意事項。

電路板布局

輸出電容應盡可能靠近線性穩壓器IC的VO引腳安裝，并連接至相鄰的接地端，以確保線性穩壓器環路控制的穩定性。理想狀態是盡可能靠近IC的VO引腳安裝，大致目標是放置在距離IC3cm以內的位置。

靜電容量

對于BDxxIC0W系列，考慮到容差和溫度特性，需選擇實際靜電容量值為1μF以上的電容器。容量過小可能會導致電路振蕩。

輸出電容的最大電容值沒有限制，但需注意以下事項。增加輸出電容容量會延長電源開啟時的充電時間及關閉時的放電時間。另外，電源關閉時，若出現輸出電壓高于輸入電壓的情況，可能導致IC內部產生反向大電流而損壞IC。在這種情況下，必須在電路中添加旁路二極管或防反二極管。其具體內容將在“引腳保護”一文中單獨介紹。

ESR（等效串聯電阻）

輸出電容的ESR值應在下述圖表所示的穩定工作范圍內。該圖表是基于右側所示的測試電路獲得的，與實際使用的電容器并非完全等效。此外，這些數值是基于IC單體及電阻負載測得，實際應用中會受電路板的走線阻抗、輸入電源阻抗及負載阻抗等因素的影響，因此必須在最終產品實際工作條件下充分驗證是否會發生振蕩。

陶瓷電容

使用陶瓷電容時，推薦選用溫度特性優異的X5R和X7R材質。Z5U、Y5V及F類材質的電容量變化較大，應避免使用（見下圖）。

由于容差、溫度特性和DC偏壓特性的影響，實際容量會低于標稱值，因此請選擇容量不低于最小值（1μF）的電容器。另外，電容器尺寸越小，其DC偏壓特性導致的容量衰減往往越顯著（見下圖）。

鋁電解電容

電解電容具有成本低、容量大的優點，但需要注意的是，部分產品在低溫環境下電解液會凝固，導致電容量急劇下降，ESR迅速上升。另外，當線性穩壓器IC的熱量傳導至電解電容時，電解液溫度升高會影響電容器壽命。要解決這個問題，可以將電容安裝在受熱影響較小的位置，或者將電路板銅箔走線寬度縮減至電流承載能力允許的最小寬度，從而抑制（減弱）來自線性穩壓器IC的熱傳導。

輸出負載瞬態響應

當負載電流急劇變化時，輸出電壓可能會發生瞬態電壓波動。若要減少此類電壓波動，可增加輸出電容容量。由于大容量陶瓷電容成本較高，可通過將小容量陶瓷電容與作為儲能電容的鋁電解電容并聯使用以降低成本。然而，增大輸出電容容量會導致輸入端需要向輸出電容提供更多充電電荷，若輸入電源的負載響應性能不佳，可能引發輸入電壓的瞬態跌落。為避免這種情況，需將輸入電容容量提升至與輸出電容容量相當的水平。

線性穩壓器IC輸入電容的注意事項

接下來介紹輸入電容的注意事項。輸入電容是抑制電路工作時電源線的電位波動以及使線性穩壓器IC的輸入保持穩定所必需的元件。特別是在輸入線路較長或輸入電源阻抗較高的情況下，輸入電容能有效確保IC輸入電源的穩定性。

電路板布局

輸入電容應靠近VCC引腳安裝，并連接至相鄰的接地端。理想狀態是盡可能靠近IC輸入引腳安裝，大致目標是放置在距離IC 1cm以內的位置。這是為了盡可能消除電路板上寄生分量的影響。

靜電容量

對于BDxxIC0W系列，需選擇實際輸入電容容量值為1μF以上的電容器。由于容差、溫度特性和DC偏壓特性的影響，實際容量會低于標稱值，因此設定時容量不能低于最小值（1μF）。

當輸出電流發生突變時，通常采用增加輸出電容容量的方法來抑制瞬態電壓波動。但輸出電容增大導致輸入電源瞬時電流供應能力不足時，可能引發輸入電壓出現同步波動。為防止這種情況，應將輸入電容容量同步提升至與輸出電容容量相當的水平。可采用陶瓷電容與鋁電解電容并聯的方式組成儲能電容。

ESR（等效串聯電阻）

輸入電容的主要作用是降低電源阻抗，因此推薦選用ESR較低的陶瓷電容。雖然如前文所述，有時會采用大容量但ESR較高的電解電容作為儲能電容，但此時仍可并聯ESR較小的陶瓷電容以降低總阻抗。

線性穩壓器IC負載與啟動的注意事項

本示例中使用的BDxxIC0系列，其過流保護（OCP）具有折返特性（見下圖）。這種特性會同時降低輸出電壓和輸出電流，因此如果啟動時負載電流超過IC的輸出（供應）電流，將導致輸出電壓無法上升，IC也無法啟動。當負載為恒流源或啟動時輸出處于負電位狀態時，可能會出現這種現象。

當IC的輸出電壓上升到規定值后再接通恒流負載時，系統可正常工作。但若隨后過熱保護電路啟動并且輸出關閉時，系統將無法重新啟動。另外，若啟動失敗，恒流負載的電流會流經IC內部VO-GND間的靜電保護二極管，若電流較大可能導致芯片溫度升高，進而引發IC損壞或焊料熔化。因此，不建議在恒流負載中使用。