特定の電圧が必要なアプリケーションがありますが、それよりもわずかに高い電圧しか使用できない場合があります。例えば、3.3Vの電源を供給したい場合、 マイクロコントローラ 3.7V LiPoバッテリー バッテリー 完全に充電されると、4Vに近くなるか、さらに高くなる場合があります。ただ差し込んで何が起こるかを見るのではなく（一般的には悪い考えですが）、 低ドロップアウトレギュレータ (LDO) は、可変入力電圧範囲を通じて一貫した出力電圧を生成します。
低ドロップアウトレギュレータのチュートリアル
LDOが特別な理由は何ですか?標準的な電圧レギュレータでは、入力電圧と低く調整された出力電圧の間に2ボルトもの差が必要になる場合があります。ただし、LDOは互いに非常に近い電圧で動作できます。この重要な違いは、ヘッドルームまたはドロップアウトとして知られています。基本的に、ドロップアウトとは、一貫した電圧調整を維持するためにレギュレータ全体で必要な最小電圧です。したがって、最大ドロップアウト電圧は、このようなデバイスにとって最も重要な仕様の1つです。
LDOバッテリーの例
例えば、 MCP1700-3302E/TOデバイスはここにあります最大250mA出力電流で最大ドロップアウト電圧は0.35Vです。このLDOは固定3.3V出力に設定されており、入力電圧範囲は2.3V ～ 6Vです。3.7V LiPoバッテリー電圧で3.3V回路に電力を供給する必要があるかどうかを検討してください。これにより、3.7V – 3.3Vの出力 = 0.4Vのヘッドルームが得られます。このアプリケーションでは、0.35Vのドロップアウト電圧定格で十分です。
ただし、バッテリー電圧が3.65Vを下回り、入力と出力間の必要な0.35Vのスペースが不足すると、LDOは3.3Vの出力レベルを維持できなくなる可能性があります。この時点で、ドロップアウト規制に入ります。
五OUT(ドロップアウト) = ヴで - Vする
したがって、バッテリー出力が0.35Vのドロップアウトで3.6Vの場合、出力電圧は予想される3.3Vではなく3.25Vになります。ここでは、ドロップアウト定格が小さいLDOが必要になります。幸いなことに、LDOは100mVの範囲、あるいはそれ以下の範囲で仕様指定できます。
3.3V低ドロップアウトレギュレータ：電圧維持
上記の例は、実際には最悪のシナリオです。なぜ？0.35Vドロップアウトは最大電流レベル250mAで指定されており、この値は電流レベルに応じて減少します。したがって、電流が十分に低い場合、このLDOは正常に動作する可能性があります。7ページにある典型的なパフォーマンスを見てみましょう。 MPC1700データシートの図2-12。25ºC (77ºF) で125mAで動作する場合、通常のドロップアウトは0.1V未満であり、3.3Vの電圧を維持するために必要なドロップアウト レベル内に十分収まります。
温度と入力電圧が最小ドロップアウト抵抗に影響を与える可能性があることに注意してください。LDO動作では、入力電圧によってドロップアウトが低くなり、温度が高くなるとドロップアウトが高くなります。
LDO電力効率
LDOを使用する場合、最後に考慮すべき点は電力効率です。ここで、電力損失（Ploss）は熱として放出されます。これは次の式で表されます:
P損失 = I x (Vin – Vout)
したがって、ドロップアウト定格に関係なく、LDOを使用する場合、損失は入力電圧と出力電圧の差に比例します。このため、これらのデバイスは、入力電圧と出力電圧の差が小さい場合や、総電力が比較的小さい場合に最適です。
その他の状況では、降圧コンバーターの使用や、電圧レベルを下げる別の方法を検討する必要があるかもしれません。2番目のオプションは、ここで説明されているように、 ツェナー ダイオードを使用することです。
LDO回路のセットアップ
前述のリンク先のMCP1700データシートに概説されているように、このシリーズのLDOには、VIN、 VOUT、 およびGNDの3つのピンがあります。入力電圧をVIN に接続し、グランドをGNDに接続するだけで、VOUT に適切な電圧が得られると期待できますが、一般的なアプリケーション回路では、入力電圧ピンと出力電圧ピンの両方で安定性を確保するために1µFのコンデンサを推奨しています。両方のマイナス端はGNDに接続されます。以下に、3.0 VDCを出力する MCP1700-3302E/TO LDO を使用した実際の回路を示します。
回路のグランドを右端の (VOUT) レッグに対して測定すると、予想どおり3.0ボルトが生成されます。これは、たとえば、通常は2つの1.5V AAAセルからの入力を受け取る回路をLiPoに置き換えたい場合などに適しており、さまざまなアプリケーションで利用できます。
この特定のLDOのバージョンは、1.2 ～ 5Vの幅広い固定レベルで利用でき、必要に応じてカスタマイズすることもできます。「TO」の文字はTO-92スルーホール パッケージを表しますが、DFN-6、SOT-89、SOT-23でも利用できます。
もちろん、MCP1700 LDOは、Arrowが取り扱っている数多くの低ドロップアウト固定レギュレータの1つにすぎません。実際、 製品ページには27,000点以上のパーツが掲載されています。固定レギュレーターに加え、調整可能なレギュレーターもご用意しております。必要に応じて、特定の出力レベルに設定できます。どのようなプロジェクトでも、ニーズに合ったものがきっと見つかります。
