【導讀】作為一名應用工程師，我經常被問及有關穩壓器空載工作的問題。大多數現代 LDO 和開關穩壓器均能在空載的情況下穩定工作，那么，人們為什么還要再三詢問呢？一些老式的功率器件要求具有最小的負載以保證穩定性，因為其中一個必須得到補償的電極受有效負載電阻的影響，如“低壓降穩壓器（詢問應用工程師—37）中所述。”例如，圖 A 顯示，LM1117 至少需要 1.7 mA 的負載電流（最大 5 mA）。
圖 A. LM1117 最小負載電流規格。
大多數新型器件均能在無負載的情況下工作，對于這一規則，極少有例外情況。一些設計技術使得 LDO 在使用任何輸出電容（尤其是低 ESR 電容）的情況下都能保持穩定狀態，它們也用于保障器件在無負載情況下的穩定性。對于少數需要負載的現代器件，這一限制一般是通過旁路元件的漏電流造成的，而不是穩定性原因造成的。那么，您如何辨別呢？請參閱數據手冊。如果器件需要最小負載，數據手冊必定會提供一些信息。
ADP1740 和其他低電壓、高電流 LDO 都屬于這一類。在最糟糕的情況下，集成電源開關產生的漏電流大約是 100 µA (85°C) 和 500 µA (125°C)。在無負載的情況下，漏電流會對輸出電容充電，直到開關的 VDS 低到足以將漏電流減小至可以忽略不計的水平，同時增加空載輸出電壓。數據手冊指出，至少需要 500 µA 的負載，因此，如果器件要在高溫下工作，則建議使用仿真負載。該負載小于設備的額定值 2 A。圖 B 顯示了 ADP1740 數據手冊中列出的最小負載電流規格。
圖 B. ADP1740 最小負載電流規格。
如果數據手冊中未明確指出最小負載，該怎么辦？在大多數情況下，是不需要最小負載的。雖然聽起來可能不太令人信服，但是，如果需要最小負載，數據手冊中肯定會提供此類信息。然而，困惑往往隨之而來，因為數據手冊中通常使用圖表來顯示某個工作范圍的規格。大多數這些圖表采用對數形式，這使得它們可以顯示數十年的負載范圍，但是，對數刻度不能變為零。圖 C 顯示了 ADM7160 在 10 µA 到 200 mA 范圍內的輸出電壓以及接地電流和負載電流。其他圖表，例如接地電流與輸入電壓，顯示了多個負載電流時的測量結果，但并未顯示電流為零時的數據。此外，PSRR、電源電壓調整率、負載調整、噪聲等參數指定了某個不包括零的負載電流范圍，如圖 D 所示。但是，這絕不意味著需要最小負載。
圖 C. ADM7160 輸出電壓以及接地電流和負載電流。
圖 D. ADM7160 負載調整。
用戶如果使用具有省電模式 (PSM) 的開關穩壓器，則往往會擔心穩壓器在輕負載時的工作情況，因為 PSM 會減少工作頻率、跳脈、提供脈沖群或出現這些情況的某種組合。在輕負載的情況下，PSM 會減少功耗，提高效率。其缺點在于輸出紋波會顯著增加，但是，器件仍可保持穩定狀態，并且可以在空載時輕松工作。
如圖 E 中所示，當負載在 800 mA 與 1 mA 之間切換時，ADP2370 高電壓、低靜態電流降壓穩壓器因 PSM 工作產生了更多的紋波。測試是在 1 mA 時完成的這一事實并不代表 1 mA 就是最小負載。
圖 E. 省電模式下的 ADP2370 負載瞬態。
圖 F 顯示了隨負載電流變化的紋波電壓。在該例中，圖中所示的紋波電壓一直降到零，表明負載可以為零，并且空載時的噪聲不會比電流為 1 mA 或 10 mA 時的噪聲更糟糕。
圖 F. ADP2370 輸出紋波與負載電流。
結論
大多數現代穩壓器均能在零負載電流的情況下穩定地工作，若存有疑問，可參考數據手冊。盡管如此，仍要注意。對數圖表無法歸零，且測試并非總是在零負載電流的情況下進行，因此，盡管未顯示空載數據，您也不應推斷出穩壓器無法在空載情況下正常工作。使用開關穩壓器時，在省電模式下出現紋波是正常的，并非意味著不穩定。
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