效率定義為輸出功率與輸入功率之比。在上面給出的公式中,輸入電流Iin中包含的Icc對應于IC本身的電流消耗。由于該值較小,因此在負載電流較大時可以忽略不計。在這種情況下,可以將輸入電流和輸出電流視為相等,并且可以通過簡單地將輸出電壓除以輸入電壓來計算效率。在上圖所示的示例中,從5V到3.3V的轉換效率為64%。鑒于最近的開關穩壓器的效率為80%至90%或更高如果我們把5V輸入電壓更改為3.6V,重新計算一下效率,就會發現區別:
效率計算實例
在這種條件下效率為89%。換句話說,當輸入和輸出之間的電壓差較小時,線性穩壓器可提供更高的效率。從下圖可以發現,當VIN接近壓差電壓Vdropout時,功率損耗降低,效率提高。
功率損耗
線性穩壓器的熱計算
如何進行LDO的熱計算呢?我們需要先計算LDO的功率損耗,并且在規格書中找到對應封裝的熱阻,以及LDO的工作環境溫度的信息。功率損耗的計算方法與效率計算方法相同:只需將輸入/輸出電壓差乘以輸入電流即可。大多數數據手冊中都提供了熱阻。如果找不到,請咨詢線性穩壓器的供應商。熱計算基本上采用芯片(結)與環境之間的熱阻Rθja。一些LDO的規格書還提供了在LDO的結和外殼之間熱阻θjc,但是我們要看的還是θja的熱阻,因為熱量最終還是要散發到環境中。最后,環境溫度其實就是你的產品的工作溫度。
熱計算例子
基于功率損耗和熱阻可以確定LDO工作時產生的溫升,再加上環境溫度,結果就是芯片的溫度。我們計算得出的Tj(芯片結溫溫度)不能超過Tjmax(芯片溫度的額定值)。如果超過了Tjmax,這個時候我們應該怎么辦呢?作為對策,可以減小負載電流(輸出電流)。另一種方法,也可以降低環境溫度,例如通過從自然對流散熱改為風扇散熱。還可以考慮將散熱器安裝到散熱器上以減小其熱阻并減少其溫升,但是散熱器的成本和尺寸需要重點評估。
Allen Bradley 1746-OB16E
Siemens Simatic S5 6ES5921-3UA11 6ES5 921-3UA11
B&R 8MSA4M.E1-30 Motor & Neugart PLE 120/115 Getriebe
Siemens Simoreg 6DM1001-7WA02 6DM1 001-7WA02
SIEMENS Servomotor GL5102-0EH46-4FU-Z GL51020EH46-4FU-Z
Siemens Simatic WF470 6FM1470-3BA20 6FM1470-3BA20
Siemens Simatic S5 6AV1242-0AB10 6AV 1242-0AB10
AEG MINISEMI 380/36 +SD Frequenzumrichter
Siemens Simatic S5 6ES5 947-3UA22 6ES5947-3UA22 E:3
FANUC Servomotor 20F A06B-0352-B731 A06B0352-B731
PILZ Sicherheitssteuerung PSS SB Brigde 301131
SIEMENS SIMATIC S5 6ES5928-3UA12 6ES5 928-3UA12
Siemens Simatic S5 6ES5928-3UA12 6ES5 928-3UA12
Siemens Simatic S5 6ES5512-5AA12 6ES5 512-5AA12
NSK ESA MEGATORQUE Motor System ESA-Y2020T25-21.1
Hydraulik?lfilter Pumpe Kress NAOS H-3*M
Indramat MAC090A-0-RD-3-C/110-B-0/S001
Ferrocontrol FMR071-12-45-RNk-00
Siemens Simatic S5 6AV1242-0AB10 6AV 1242-0AB10
Siemens Simatic S5 6ES5 947-3UA22 6ES5947-3UA22 E:1
Siemens MICROMASTER 6SE3215-8DB50 6SE32 15-8DB50
SIEMENS SIMOVERT 6SE7016-1TA61-Z Wechselrichter
Mitsubishi MR-J2S-40B-S065U096 MRJ2S40BS065U096
Mitsubishi MR-J2S-40B-S210 MRJ2S40BS210
SIEMENS Servomotor 1FT5074-0AF91-9-Z 1FT5074-0AF91-9-Z
Siemens Simatic S5 6ES5982-2AA11 6ES5982-2AA11
Siemens S5 6ES5944-7UB11 6ES5 944-7UB11
Siemens Simatic S7 6ES7412-2XG00-0AB0 6ES7 412-2XG00-0A
SIEMENS Simatic S5 6ES5246-4UA41 6ES5 246-4UA41
SIEMENS SIMATIC CPU 928B 6ES5928-3UB12 6ES5 928-3UB12
Siemens Simoreg 6DM1001-7WA02-0 6DM1 001-7WA02-0
Ferrocontrol HD142C6-88S/R HD142C6 88S / R
Siemens Simatic S5 6ES5 460-7LA13 6ES5460-7LA13 E:1
Siemens Simatic S5 6ES5 921-3UA12 6ES5921-3UA12 E: 13
SIEMENS SINEC 6GK1543-1AA01 6GK1 543-1AA01
Siemens Simatic S5 6ES5942-7UB11 6ES5 942-7UB11 + RAM
SIEMENS SINEC 6GK1543-1AA01 6GK1 543-1AA01
Siemens A5E0034 1353 A5E00341353
SIEMENS Servomotor 1FT6081-8AF71-6SD3 1FT60818AF71-6SD3
Siemens Simatic S5 6ES5 941-7UB11 6ES5941-7UB11 E:10
Loher Dynavert 2T2A-03400-004 8,7 kVA Frequenzumrichter
Telemecanique TSX3710101 PLC Module & Rack
Telemecanique TSXDMZ28DR TSX MICRO
Telemecanique TSXDMZ28DT TSX MICRO
Bosch CL200 CL 200 1070075101-305
Siemens Simatic S5 6ES5 314-3UA11 6ES5314-3UA11 E:6
SIEMENS 6ES5312-5CA22 6ES5 312-5CA22
SIEMENS Stromversorgung 6ES5951-7ND54 6ES5 951-7ND54
KUKA hydropneumatisches Ausgleichssystem Roboter
RELIANCE ELECTRIC GV3000E-AC039-AA-DBU-RFI
NDT Technology 15" Industrie TFT Monitor 13005821
victron SKYLLA 24/50 CE Acculader Battery Charger
Ferrocontrol MAC090B-0-ND-3-C/110-B-0/S001
Siemens Simatic S5 6ES5430-4UA14 6ES5 430-4UA14
Siemens Sinec 6GK1543-1AA01 6GK1 543-1AA01
MANNESMANN DEMAG KLA 132 Z42 Z4 Getriebemotor
Siemens 1FT5044-0AF71-1-Z 1FT50 44-0AF71-1-Z
FERROCONTROL FMR071-12-45-RNK00 FMR071 12 45 RNK00
Siemens Simatic S5 6ES5450-3AA11 6ES5 450-3AA11
Siemens Simatic S7 6ES7 463-2AA00-0AA0
SIEMENS NET 6GK7342-5DA02-0XE0 6GK7 342-5DA02-0XE0
FERROCONTROL HD142C6-88S/R HD142C6 88S / R
Siemens SINUMERIK 6FX1122-2AD02 6FX 1122-2AD02
FERROCONTROL HD142E6-130S/R HD142E6 130 S / R
Siemens SINUMERIK 6FX1121-4BA02 6FX1 121-4BA02
ALLEN BRADLEY MPL-B540D-MJ24AA Servomotor
SIEMENS Servomotor 1FT5102-0AC01-0-Z Motor
B&R 8MSA3S.E0-66 Motor & Neugart PLE 80/90 Getriebe
Kuka Servomotor 1FT3100 1FT 3100
SIEMENS SINUMERIK 6FX1120-2CA00 6FX1 120-2CA00
KUKA Roboter Servomotor 1FK6081-6AF71-1ZZ9-Z S07
Siemens S7 6GK7 443-5FX01-0XE0 6GK7443-5FX01-0XE0
Lenze E82EV152_4C E82EV152-4C
SIEMENS SINUMERIK 6FX1124-2CA01 6FX1 124-2CA01
Schneider Electric ATV28HU90N4 Frequenzumrichter 5,5 kW
SIEMENS SIMATIC S5 6ES5482-7LF31 6ES5 482-7LF31 OVP
SIEMENS LC-Display 6FL3001-5AA00 SICLIMAT COMPAS
Siemens Simodrive 6SN1112-1AC01-0AA1 6SN11121AC01-0AA1
WITTUR FSV 4 I 011A HA/B4/IB-AG BKV4I011HA20A00-46
Allen-Bradley 1771-ASB 1771ASB Remote I/O Adapter
Siemens SIMODRIVE 6SC 9811-4BF50 6SC9811-4BF50
Unipo® OP up EBF SBF 3 2IB752223212 Bedienfeld
Unipo® OP up EBF SBF 4 2IB952223207 Bedienfeld
FLENDER AF71/2A-7 Motor & Sera R409.1-90E Dosierpumpe
Siemens 6EV 1353-5AK 6EV1353-5AK Laststromversorgung
SEW MOVITRAC 3015-403-1-00 SachNr. 8256403
Siemens Simoreg 6RA8 222-1CA0-0 6RA8222-1CA0-0 Card
Lenze Servomotor MDSKSBS071-33+Getriebe GKS05-3Y HAK071
Siemens Simatic S5 6ES5921-3UA12 6ES5 921-3UA12
Siemens Sitrans F M Magflo 7ME6910-1AA10-1AA0
REO Thyristor-Leistungsregler MEW700 50/230-400 IS24
Lenze EZN3A011H030 EZN-3A011H-030Netzfilter
MITSUBISHI MELSEC PLC System A1S63P A1SCPU A1SX81 etc.
INDRAMAT CLC-D2.1 CLCD2.1 CLC-D21
Siemens Servomotor 1FT5103-0AF01-Z
SIEMENS SIMOVERT 6SE7090-0XX84-0AK0 6SE7 090-0XX84-0AK0
Siemens Simatic S5 6ES5430-4UA14 6ES5 430-4UA14
Siemens SINUMERIK 6FX1121-4BA01 6FX1 121-4BA01
Siemens SINUMERIK 6FX1132-8BB01 6FX1132-8BB01
Siemens Simatic S5 6ES5 458-4UA13 6ES5458-4UA13 E:4
Siemens Simatic S5 6ES5095-8MA01 6ES5 095-8MA01
Simatic S5 6ES5 355-3UA11 6ES5355-3UA11
Siemens SIMATIC S5 6ES5 955-3LC14 6ES5955-3LC14 E:13