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芯對話|CBM1117線性穩(wěn)壓器:工業(yè)級寬溫高精度的電源管理實踐方案
2025-07-29 125次

總述

當(dāng)前工業(yè)自動化、汽車電子等領(lǐng)域?qū)﹄娫吹膶挏剡m應(yīng)性、抗干擾能力及能效體積平衡提出更高要求,傳統(tǒng)消費級LDO漸難滿足需求,而工業(yè)級LDO市場需求持續(xù)增長。為此,芯佰微電子推出CBM1117線性穩(wěn)壓器,作為針對性解決方案,其以-40℃~+125℃寬溫特性、40~60dB高紋波抑制比及靈活的固定/可調(diào)電壓設(shè)計為核心,適配多場景電源管理需求,成為工業(yè)與消費電子領(lǐng)域的可靠選擇。

 

 

 

一、行業(yè)現(xiàn)狀:高性能LDO市場的技術(shù)瓶頸與需求爆發(fā)

 

在工業(yè)自動化、新能源汽車及醫(yī)療電子等領(lǐng)域高速發(fā)展的背景下,線性穩(wěn)壓器(LDO)市場正面臨嚴(yán)峻技術(shù)挑戰(zhàn):

 

 溫度適應(yīng)性不足:傳統(tǒng)消費級LDO工作溫度僅0℃~+85℃,無法滿足工業(yè)控制(-40℃~+125℃)、車載環(huán)境(-20℃~+85℃)的寬溫需求,導(dǎo)致設(shè)備在極端環(huán)境下頻繁出現(xiàn)電壓波動。

 

 抗干擾能力薄弱:工業(yè)電網(wǎng)波動、車載電源浪涌等場景要求LDO具備高紋波抑制能力,但傳統(tǒng)方案紋波抑制比(RR)普遍低于55dB,難以保障精密傳感器與通信模塊的信號質(zhì)量。

 

 能效與體積矛盾:便攜式設(shè)備(如智能手表、醫(yī)療檢測儀)要求LDO兼具低功耗(靜態(tài)電流<100μA)與小封裝(如SOT-223),但傳統(tǒng)方案常因散熱設(shè)計犧牲體積或能效。

 

與此同時,市場需求呈現(xiàn)爆發(fā)式增長:據(jù)行業(yè)預(yù)測,2025年中國工業(yè)級LDO市場規(guī)模將突破50億元,年復(fù)合增長率達18%,其中寬溫、高可靠性產(chǎn)品成為核心增長點。

二、技術(shù)轉(zhuǎn)折:CBM1117的研發(fā)突破與市場定位

 

為破解傳統(tǒng)LDO在工業(yè)級應(yīng)用中的技術(shù)瓶頸,芯佰微電子基于半導(dǎo)體工藝創(chuàng)新,推出CBM1117線性穩(wěn)壓器系列,以維度實現(xiàn)技術(shù)突圍:


 

1、核心技術(shù)參數(shù)解析

 

1.1 輸出電壓特性

 

 固定電壓版本提供1.5V、1.8V2.5V、3.3V、5.0V五檔標(biāo)準(zhǔn)電壓,輸出精度±2%。例如3.3V型號在0~0.8A負載時,輸出電壓范圍為3.240V~3.360V。

 可調(diào)電壓版本基于1.25V精密基準(zhǔn)電壓,支持通過分壓電阻配置輸出電壓,輸入電壓≤15V。

 

1.2 低壓降與大電流能力

 

 壓降電壓800mA滿載時典型壓降1.39V,100mA輕載時低至1.27V,適配鋰電池(3.7V)或開關(guān)電源后置穩(wěn)壓場景。

 

 輸出電流:最大持續(xù)輸出0.8A,短路限流保護范圍800~1200mA,防止過載損壞。

1.3 電源抑制與低功耗設(shè)計

 

 紋波抑制比120Hz輸入時達40~60dB,有效濾除電源波動,適合對噪聲敏感的信號鏈。

 

 靜態(tài)電流:典型值5~10mAVIN=12V),輕載時(IO=10mA)低至50~120μA,兼顧能效與穩(wěn)定性。

 

2、可靠性參數(shù)與工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)

 

 

3、封裝選型與訂購信息

 

3.1 封裝規(guī)格對比

 

SOT-223-3封裝

 

尺寸:6.30~6.70mm×3.30~3.70mm,高度1.52~1.80mm

優(yōu)勢:小尺寸適配PCB空間受限場景(如LCD監(jiān)視器、機頂盒)。


 

 

TO-252-2封裝

 

尺寸:6.35~6.73mm×5.97~6.22mm,高度2.55mm

 

優(yōu)勢:散熱面積更大,適合0.8A滿負載工況(如主板時鐘驅(qū)動)。

 

 

4、產(chǎn)品競爭力對比

 

與傳統(tǒng)LDO相比,CBM1117在以下參數(shù)實現(xiàn)突破:

 

紋波抑制比提升60dB120Hz)較LM111754dB更優(yōu),適合音頻電路。

寬溫適應(yīng)性擴展-40℃~+125℃工作范圍覆蓋工業(yè)級需求,普通消費級LDO0℃~+85℃


 

 

三、CBM1117線性穩(wěn)壓器應(yīng)用場景案例

 

1.后置調(diào)節(jié)開關(guān)直流變換器

 

· 應(yīng)用價值:作為開關(guān)電源的后置穩(wěn)壓級,利用1.39V典型壓降(800mA負載)和±2%輸出精度,消除開關(guān)電源紋波,提升輸出穩(wěn)定性。例如在5V開關(guān)電源后級生成3.3V穩(wěn)壓,為MCU或傳感器供電。

· 

2.電池充電器與便攜式設(shè)備

 

· 適配場景:鋰電池(3.7V)供電的手持設(shè)備(如醫(yī)療檢測儀、TWS耳機),通過1.27V輕載壓降(100mA)降低能量損耗,延長續(xù)航;50~120μA輕載靜態(tài)電流減少待機功耗。

· 保護機制:150℃過熱保護和800~1200mA限流功能,防止充電過程中過載損壞。

· 

3.顯示與多媒體設(shè)備

 

· LCD監(jiān)視器背光驅(qū)動:通過可調(diào)版本(1.25V基準(zhǔn))生成5V12V背光電壓,搭配10μF輸出鉭電容提升瞬態(tài)響應(yīng),避免屏幕亮度波動。

· 機頂盒電源管理:為解碼芯片、無線模塊提供多路固定電壓(如1.8V/2.5V),40~60dB紋波抑制比(120Hz)降低音頻/視頻信號噪聲。

 

4.工業(yè)控制與汽車電子

 

· 工業(yè)傳感器陣列:-40℃~+125℃寬溫工作范圍適配工廠自動化設(shè)備,TO-252封裝熱阻80℃/W支持0.8A滿負載散熱,為壓力/溫度傳感器提供穩(wěn)定供電。

· 車載ECU與輔助電路:15V最大輸入兼容車載電源,限流保護防止啟動時浪涌電流損壞,適用于車載音響、胎壓監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)。

 

5.多電壓域電源管理

 

· 可調(diào)電壓適配場景:通過公式\(V_O=1.25(1+R2/R1)\)生成非標(biāo)準(zhǔn)電壓(如2.8V、4.0V),滿足FPGA/ADC等芯片的多電壓域需求,負載調(diào)節(jié)率0.4%確保動態(tài)穩(wěn)定性。

· 高效線性穩(wěn)定器:在需要低噪聲的信號鏈(如音頻放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換)中,替代開關(guān)電源以減少紋波干擾,12nV/√Hz噪聲密度適配精密電路。

 

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