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[参考译文] LM317L：输出电压精度

admin
Guru**** 2387830 points
Other Parts Discussed in Thread: LM317, LM317MQ, LM317L, LM317A
请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/982816/lm317l-output-voltage-accuracy

器件型号：LM317L
主题中讨论的其他器件：LM317、 LM317MQ、 LM317A

您好！

在数据表(SLCS144E–2004年7月–2014年10月修订)中、基准电压介于1.20V 和1.30V 之间。 因此、在所有运行条件下、基准电压容差将为1.25V±4%。  但是，我们应该如何使用“输出电压调节”和“输出电压随温度变化”？  因为、在这个数据表的第一页上、有一个被写入的"输出稳压典型值为0.5%"。 但是、您是如何从数据表中确定或计算该值的？  

此外、您还可以从页面检查精度

www.ti.com/.../products.html

如果您在搜索窗口中写入 LM317、并在左侧选择精度。  但是、在同一页上、 对于器件 LM317L、精度为4%； 对于 LM317MQ、精度为2%、 基准电压范围相同(1.20V 和1.30V)、但对于哪些工作 条件(典型值或最大值)？ 因此、基准电压是否像电阻器中一样具有购买容差？ 在这种情况下，我们将使用基准电压作为初始容差值，并在其中添加“输出电压调节”和“输出电压随温度变化”。

此致

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    TI__Guru**** 2387830 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Gursel、

    "基准电压(输出至调节)"规范包含线路电压变化、负载电压变化和整个温度范围内的变化。 包含所有这些差异来源后、您将得到+-4%的结果。  

    如果需要、您可以从标称1.25V 开始、并开始根据温度、负载调节和线路调节增加变化。 例如、在恒定的25C 下、5V 至15V 的 VIN 范围可能会引入高达0.5%的不精确度。

    关于您对 LM317MQ 的评论、我们会将其修正为4%。 正如您指出的、很难在参数表中完全捕获精度。 因此、我们尽量在可能的情况下将最大值放入其中。  

    谢谢、Aaron

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    TI__Guru**** 2387830 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    感谢您的回复、

    当您写时：

    “如果需要，您可以从标称值1.25C 开始，并开始根据温度、负载调整和线路调整增加变化。 例如，在恒定的25C 下，5V 至15V 的输入电压范围可能会引入高达0.5%的不精确度。”

    因为输出电压调节为5mV/V @ TJ = 25°C 基准电压(输出可调)将为1.25V+0.5%的不精确度。 对于整个温度范围、它为10mV/V、引入高达1%的不精确度。 基准电压(输出可调)将为1.25V+1%的不精确度。

    没有用于输出电压调节的最大值、我们如何进行更坏情况下的计算？ 您写道：

    ““基准电压(输出至调节)”技术规格包括线路电压变化、负载电压变化和整个温度范围。”

    此假设是否也适用于 LM317A？ 但是、在同一页(www.ti.com/.../products.html)上、LM317A 的说明。 在该数据表的第一页上、写入了" 1%输出电压容差"、表示条件典型值(线路调节0.005%/V、负载调节0.1%和热调节0.04%/W)。 如果我们在 Vout=15V 和 Iout=1.5A 的情况下计算该值、我们得到的输出电压容差为1.075%、等于1%的值。 基准电压(输出可调)将为1.25V+1%的不精确度。 对于较差情况(条件最大线路调节0.02%%/V、负载调节1%和热调节0.07%/W)、我们得到2.875%。 基准电压(输出可调)将为1.27V+2.875%的不精确度。 如果我使用该值或仅使用1.27V、因为正如您在编写《基准电压(输出至调节)》规格时、会在整个温度范围内包含输入电压变化、负载电压变化。

    回到我的问题、对于 LM317L、没有用于输出电压调节的 MAX 值、如何计算最坏情况？ 如果我们仅使用基准电压的最大条件(输出至调节)、这是否正确？ 但是、对于 LM317A、我可以进行这样的计算。 两个 LDO、但有两个不同的假设和这个问题/答案？

    e2e.ti.com/.../554077

    此致

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    TI__Guru**** 2387830 points
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    您好、Gursel、

    对于 LM317A、根据"基准电压"规格、在整个温度范围、负载范围和输入电压范围内的条件下、最坏情况值将为1.6%。 此外、由于已包含线路或负载调节、因此无需进行额外的预处理。  

    对于 LM317L、您可以使用 基准电压(输出以调整)的规格来确定最大精度为4%。 尽管该数据表中未完成该操作、但典型数据表将线路调节和负载调节分为不同的线路、并具有相应的最大值。 对于 LM317L、"输入电压调节"线路中仅明确指定了线路调节。 对于 LM317A、您可以使用已讨论的1.6%最大值、也可以从基准电压开始、并增加来自线路、负载或温度的变化。  

    还要记住、我们讨论的精度不包括与电阻分压器相关的容差。  

    ~ Aaron

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    TI__Guru**** 2387830 points
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    Aaron、您好！

    感谢您的回复。 然而、LM317A 的精度在3天内从1.6%变为了5%、原因何在？ 基准电压仍然相同、Vref_TYP=1.250V、Vref_max=1.270V。

    正如您所写的、

    "对于 LM317A、您可以使用已讨论的1.6%最大值、也可以从基准电压开始、并增加来自线路、负载或温度的变化。 "

    我进行了此计算、并在上面的问题中展示了它。  问题是、您描述的计算和信息不匹配。 如果我 从基准电压开始并增加来自线路、负载或温度的变化、那么我得到的值大于1.6%、计算结果就在我上面的问题中。 但是、随着精度从1.6%变为5%的新变化、它与我的计算结果匹配。  因此、我的问题仍然没有得到解答/解决、 如何计算最坏情况？

    在下面的线程中、被写入：Vref 1.2至1.3V 是一个初始容差。

    https://e2e.ti.com/support/power-management/f/power-management-forum/554077/lm317-output-accuracy

    对于未达到器件最大额定值的特定条件、我应该能够根据我的条件或进行最坏情况计算？

    此致

  • 0
    TI__Guru**** 2387830 points
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    您好、Gursel、  

    请留出2个工作日来进一步了解这一点。

    最棒的

    Juliette

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    TI__Guru**** 2387830 points
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    您好、Gursel、

    我可以为您提供支持。  您在产品中使用的是哪个 LM317组件和数据表？  您使用的是 LM317A、LM317L 还是其他型号？  我想确保我们从开始使用正确的数据表。

    如果您还可以为我提供以下信息、我们可以在此处执行计算。  或者、如果由于专有原因而无法提供、您可以建议一组示例条件、我们可以使用这些条件进行最坏情况审查。

    VIN 和容差、最小/最大负载、预期工作温度。  我还需要您的反馈电阻器值以及您为每个电阻器分配的有效容差。

    谢谢、

    斯蒂芬

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    TI__Guru**** 2387830 points
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    您好、Stepehn、

    感谢您的回复。  我们希望使用 LM317L 或 LM317A、但如果该系列中的另一个更适合我们、则不必如此。

    LM317L、SOIC、 SLCS144E–2004年7月–2014年10月修订版、 https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm317l.pdf?ts=1615426073543

    LM317A、 SOT-223、SNVSAC2A–2015年3月–2020年6月修订版、 https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm317a.pdf?ts=1615447113435&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fsitesearch%252Fdocs%252Funiversalsearch.tsp%253FsearchTerm%253Dlm317a

    在 0°C 至60°C 的预期工作温度范围内、我们需要尽可能精确的28V 输出电压 VIN=33V、 容差为0.5%、但如果需要、我们可以将 Vin 增大到40V。  最小/最大负载 电流20mA/75mA。 反馈电阻 器 R2= 25200Ω Ω、 R1= 1240Ω Ω、 两个容差 均为0.1%、 TCR=25ppm/ °C

    此致

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    TI__Guru**** 2387830 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Gursel、

    我想为您提供一个更新。  我已经写了一个相当长的答复，但尚未完成。  我估计我需要多一天时间来完成我的回复、您应该会得到一个结果、我们可以对此进行讨论。  感谢您在我详细介绍本示例时的耐心。

    谢谢、

    斯蒂芬

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    TI__Guru**** 2387830 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    您好、Gursel、

    首先、我们将回顾总体调节范围的概念、然后我们将为您的用例填写每个项目。  稳压器的完整容差由多个设计参数组成、如下所示。  您的负载电流值足够小、因此我们将忽略 IR 压降的影响。  我们还将忽略 Vin 上的交流纹波、因为我们假设 LDO 的 PSRR 会将其衰减至微不足道的值。  在最坏情况分析中要评估的其余参数为：瞬态(负载、线路)和直流值(设定点、负载调节、线路调节)。  在本分析中、我们将重点介绍直流值、但您需要评估系统中的瞬态负载。  如果您的 Vin 电源经过良好调节、则定制输出线路瞬变是很常见的(因为经过良好调节的源电源不应具有任何线路瞬变)。

    要求：
    VIN = 33V +/- 0.5%
    Iload = 20mA 至75mA
    R1 = 25.2k Ω kΩ 值、0.1%、TCR = 25ppm/°C
    R2 = 1.24k Ω kΩ 值、0.1%、TCR = 25ppm/°C
    假设初始电阻值为25°C
    工作温度：0°C 至60°C

    首先、我们将评估设定点电阻器。
    0°C 时：
    kΩ= 25.2k Ω+(0°C-25°C)*(25.2 μ A)*(25ppm/ kΩ°kΩ C)= 25.18425 μ A
    60°C 时：
    kΩ= 25.2k Ω+(kΩ°kΩ°C)*(25.2k Ω)*(25ppm/°C)= 25.22205 μ A
    新的 R1 kΩ 值：(25.18425 kΩ+ 25.22205 kΩ)/2 = 25.20315
    温度变化导致的容差：0.075%
    新的 R1容差：不相关变量可以 RSS 在一起、但这是最坏情况分析、因此我们只需添加它们：0.1%+ 0.075%= 0.175%

    对 R2执行相同的数学运算可得到：
    新的 R2 kΩ 值：1.240155 μ V
    新 R2容差：0.175%

    设定点分析

    现在、我们将运行统计分析、以获取最坏情况下的设定值。  我们假设电阻器容差为+/- 6 Σ 参数。  我们还假设基准电压容差为+/- 6 Σ 参数(有关更多背景信息、请参阅本白皮书第6章)。  我们还将假设非理想反馈引脚电流为+/- 6 Σ。  运行了100、000 Monte Carlo 仿真、并获得了以下输出。  

    在我们的讨论中、我们将为设定点最小值和最大值假设+/- 3 sigma。  根据统计理论、+/- 3 Σ 值将导致99.7%的产后通过率。  如果您的生产量非常大、或者您的产品更规避风险、则您使用+/- 6 Σ、如果下游电子产品需要通过这一更广泛的规范进行额外的工作、则可能会增加系统成本。

    对于 LM317A：

    LM317A 不会像 LM317L 那样专门细分基准电压容差。  由于这是一个最坏情况分析、我们将使用+/- 2%的基准电压。

    平均 27.913383
    sigma 0.1134531

    蓝线是- 3 sigma 值、红线是+ 3 sigma 值

    对于 LM317L：

    LM317L 专门针对基准电压应用了+/- 4%的容差

    平均 27.913383
    sigma 0.1893326

    蓝线是- 3 sigma 值、红线是+ 3 sigma 值

    负载调节分析

    数据表中的负载调节值复制如下：


    在20mA 最小负载下、平均输出电压由以下公式进行移位：

    LM317L：20mA * 10mV/A = 0.02A * 10mV/A = 200uV
    注意：单位不正确、应为 mV/A  我已将其添加到我们的数据表校正日志中、以便在下一修订版数据表期间进行更正。

    LM317A：表中最坏的情况是1A 时的-1%。  我们将假设这是线性的、误差为每安培负载-1%。  20mA 将提供-0.02%

    在75mA 最大负载下、输出电压由以下公式进行移位：

    LM317L：75mA * 10mV/A = 750uV

    LM317A：75mA *-1%/ A =-0.075%

    然后、您可以为负载调节分析获取带容差的平均移位：

    LM317L：475uV +/- 275uV

    LM317A：0.0475%+/- 0.0275%

    线路调节分析
    数据表中的线路调节值复制如下：

    最小线电压：33V *(1-0.5%)= 32.835V
    最大线电压：33V *(1+0.5%)= 33.165V

    这是+/- 165mV。

    LM317L：线路调节=+/- 0.165V * 0.05%/V =+/- 0.00825%

    LM317A：线路调节=+/- 0.165V * 0.02%/V = +/- 0.0033%

    线路瞬变
    线路在+/-0.5%处具有如此小的容差、以至于没有线路瞬变可以说。  我们将定制这一方案。

    负载瞬态
    这是 Iout、Iout 斜坡速率和负载阻抗(通常为输出电容器)的一个复杂函数。  最坏情况假设是20mA 至75mA 的1A/us 负载阶跃。  另一个最坏的假设是、输出电容器在 LDO 反馈环路可以响应之前处理整个瞬态-很明显、这是最坏的情况、因为反馈环路在负载阶跃期间会产生一些反应。  进一步假设 ESR 和 ESL 值在这些负载电流下可以忽略不计。  因此、以1uF Cout 为例、假设在最坏的情况下进行分析、LDO 在"快速"负载阶跃期间不会对负载产生影响、压降为：

    I = C dV/dt

    (55mA)*(0.055us)/(1uF)=3mV

    最大预期负载瞬态=+/- 3mV

    结论

    现在、您可以使用这些值来填写上面显示的总调节频带图、以便进行完整的容差分析、最坏的情况。

    谢谢、

    斯蒂芬

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    TI__Guru**** 2387830 points
    请注意，本文内容源自机器翻译，可能存在语法或其它翻译错误，仅供参考。如需获取准确内容，请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    尊敬的 Stephen：

    非常感谢、这正是我希望进行分析比较的结果。