【经验】线性稳压器A1117A-ADJ在大功耗倍频放大模块中的合理使用，避免被烧坏
线性稳压器（LDO）在各个产品的电源系统中应用非常广泛，但在一些功耗比较大的产品中，如果LDO使用不当，很容易使得LDO的工作温度超过自身承受范围，从而导致LDO损坏。本项目采用的是AIT的线性稳压器A1117A-ADJ来构成电源电路，通过结合项目实际调试测试过程中遇到的问题，来说明在大功耗倍频放大模块中如何更合理的使用该款LDO芯片。
下图为本项目实际使用的电源电路原理图。从外部输入的电源电压为+12V，经过第一级LDO后，电压降为+8.5V或+10V，然后再分成四路，经过第二级LDO后，电压降为+5V，从而给射频板上的四个相同的射频放大器进行供电，每个射频放大器在+5V供电的情况下消耗的电流为100mA，因此每个射频放大器的功耗为0.5W。由于该产品的全部有源器件为4个射频放大器，因此该产品的总功耗为2W。第一级LDO的输出电压可调，型号为A1117-ADJ，第二级LDO的输出电压固定为+5V，型号为A1117-5。
第一种方案，第一级LDO后电压降为+8.5V，根据计算公式Vout=VREF *（1+R2/R1）+IADJ *R2可计算出R2为27K，R1为4.7K。第二级LDO是由+8.5V转+5V，输出电流Iout2为100mA，因此第二级每个LDO的功耗P2=Iout2*(8.5V-5V)=0.35W。第一级LDO是由+12V转+8.5V，输出电流Iout1=2W/8.5V=235mA,因此第一级LDO的功耗P1=Iout1*（12-8.5）=0.8225W。由A1117A的datasheet可知，当PCB中没有良好的散热铜时，总热阻将高达120°C/W，因此对第一级LDO来说，它表面的温度T1=120*0.8225=98.7℃，如果产品中印制板的温度TA为40℃的话，那该LDO最终的结温Tj1=T1+TA=138.7℃。对第二级LDO来说，它最终的结温为Tj2=0.35*120+40=42+40=82℃。
第二种方案，第二级LDO后电压降为+10V，根据计算公式Vout=VREF *（1+R2/R1）+IADJ *R2可计算出R2为35K，R1为4.7K。第二级LDO是由+10V转+5V，因此第二级每个LDO的功耗P2=Iout2*(10V-5V)=0.5W。第一级LDO是由+12V转+10V，输出电流Iout1=2W/10V=200mA,因此第一级LDO的功耗P1=Iout1*（12-10）=0.4W。因此第一级和第二级LDO的最终结温分别为88℃和100℃。
由A1117A的datasheet可知，如果A1117A工作在结温超过125℃的情况下，该LDO容易损坏。那对第一种方案来说，第一级LDO的结温为138.7℃，超过了125℃，因此这种情况是不可取的，同时在实际应用中也得到了验证，当选择第一种方案来设计电路时，第一级LDO工作一段时间后特别容易烧坏。后面改成了第二种方案，LDO没有再烧坏过。
用热成像仪分别对产品中印制板以及第一种方案和第二种方案的第二级LDO的表面温度进行测试。产品中印制板的温度为42.4℃，第一种方案的第二级LDO的表面温度为77.7℃，第二种方案的第二级LDO的表面温度为97.3℃。与上述理论计算基本一致。第一种方案和第二种方案的第一级LDO的表面温度的测试照片未保存，但测试温度分别为135℃和90℃。
综上所述，当多个LDO芯片同时应用于功耗较大产品的电源板时，一定要合理的设计各级LDO之间的压差，并结合数据手册提供的资料，计算出每个LDO的工作结温，避免超过自身能承受的最大结温。另外LDO芯片在PCB布局时要尽量加大金属铜的面积，有利于更好的散热。
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