LDO: katalog lže o proudu

Tohle je statická kopie kapitoly pro vyhledávače. Interaktivní verze má animované obrázky, kontrolní otázky a tlačítka, která příklad načtou do kalkulačky.

Na titulní straně katalogu stojí „1 A“. Je to pravda a je to k ničemu, protože to je proud, který unese pin — ne proud, který uchladí pouzdro.

Vlevo obě napětí, červená mezera mezi nimi je teplo. Vpravo teplotní verdikt. Zvyš vstup na 12 V a sleduj strop proudu.

Skutečná mez

I_max = (T_j,max − T_okolí) / ( θ_JA · (V_in − V_out) )a nikde jinde v katalogu není

Ta rovnice je jen tepelný vztah z GpioLabu otočený naruby. Pro SOIC-8 (θ_JA = 120 K/W) při 25 °C okolí a rozdílu 1,7 V vyjde 490 mA. Při rozdílu 8,7 V (z 12 V) už jen 96 mA. Tentýž „jednoampérový“ obvod.

A okolí není pokojové. Uvnitř skříně bývá 50 až 60 °C. Dosaď to do rovnice a strop spadne o dalších třicet procent. Tepelný návrh se dělá na teplotu, která tam doopravdy bude — nikoli na tu, ve které se to měřilo na stole.

Rezerva, kterou LDO potřebuje

Aby regulátor reguloval, musí mít nad výstupem úbytek — u moderních LDO 100 až 300 mV, u starých 7805 celé dva volty. Když rezerva klesne pod něj, výstup přestane být napětím a stane se kopií vstupu se vším jeho zvlněním. Poznat se to dá tím, že se to projeví jen občas: při zapnutí zátěže vstup poklesne a LDO na okamžik vypadne z regulace.

Za co LDO stojí i tam, kde je neúčinný

Nešumí. Za měničem má 3,3V větev pro ADC zvlnění v desítkách milivoltů; LDO ho potlačí o 40 až 60 dB. Rezerva 0,3 V je za to levná cena.
Nemá cívku. Nevyzařuje, nesytí se, nepotřebuje plochu.
Nemá regulační smyčku, která by se dala rozkmitat. Dva kondenzátory a hotovo — a ten výstupní musí být takový, jaký katalog žádá, protože LDO svou stabilitu staví na jeho ESR.