解读 | “大容量电容器”已经风光不再?颠覆LDO常识的ROHM NanoCap™技术
唯样已成为ROHM Semiconductor/罗姆半导体官方授权代理商
随着车载电子设备和工业设备的不断发展,电路板上电容器容量不足和安装空间紧张已成为亟待解决的严峻课题。但另一方面,在LDO(Low Dropout)稳压器的输出电容器选型时,为避免振荡等非常恶劣的情况发生,即便牺牲电路板空间和成本,也需要配置大容量电容器,这已成为业界惯例。然而,担心这种方法在未来是否依然可行的工程师应该不在少数。

对此,ROHM开发出适用LDO的新技术“NanoCap™”,可在将输出电容容量降至470nF(0.47µF)的同时实现稳定工作。这为工程师提供了一种降低振荡风险的同时削减电路板安装面积的设计方法。本文将为您介绍颠覆LDO设计常识的创新技术——NanoCap™。
※NanoCap™是ROHM Co., Ltd. 的商标或注册商标。
目录
1. 这种LDO设计,真的有那么好吗?
2. ROHM的设计理念:为何470“nF”的电容也不会振荡?
3. NanoCap™ LDO有何独特之处?
4. 设计人员的福音:摆脱电容的束缚
5. 有疑问不妨在“ROHM官方技术论坛”上讨论一下?
6. “真的不会振荡吗?”致心存疑虑的你
7. 设计,因思维而大不同
8. 产品介绍、详细信息、其他链接等
这种LDO设计,真的有那么好吗?
LDO是一种可在输入输出电位差较小状态下工作的线性稳压器,而“NanoCap™”则是一项通过内部电路控制其相位裕度的创新技术。
“担心发生振荡,姑且先装上偏大容量的电容器吧。”在LDO设计中,您是否有过这样的“保险”经历?为了使输出稳定,需要配置数µF〜数十µF的电容,为保险起见会选择更高一级的容量。若启动时出现异常行为,再进一步追加容量——这种方法本身并无不妥,多数电路借此便能稳定运行。
然而,这种稳定性也需要付出一些代价。那就是电路板面积被挤压,元器件数量也不断增加,随之而来的是成本的持续攀升。即便如此,振荡的风险也不能完全消除。
如今,在车载、工业设备及消费电子等众多领域的高密度安装趋势中,LDO的应用场景也在不断扩大。“因为担心发生振荡,姑且先装上大容量电容器再说”这种传统认知,今后是否仍能称之为更优解呢?ROHM的NanoCap™技术,正是源于对这种“传统认知”的质疑而诞生的创新成果。
ROHM的设计理念:
为何470“nF”的电容也不会振荡?
LDO的输出电容器主要有两个作用。一个是通过相位补偿实现稳定,另一个是在负载波动时提供电荷。传统LDO将电容容量(及ESR)作为稳定性的核心考量要素。因此,降低容量会导致相位裕度不足,从而使电压波动增大,严重时甚至会引起振荡。
ROHM的NanoCap™ LDO设计理念,恰恰与之相反——并不依赖电容,而是专注于在“控制电路层面”实现稳定性。该技术并非依赖外部电容来获取相位裕度,而是通过优化LDO内部的补偿电路,实现了即使使用仅纳法(nF)级的小容量电容器,也能确保充分相位裕度的设计。
NanoCap™ LDO有何独特之处?
NanoCap™ LDO与传统LDO的本质区别在于“更小电容”这一前提。常规LDO通常以2.2µF至10µF左右的容值规格为前提进行评估和设计,而NanoCap™ LDO仅需470nF(0.47μF)的输出电容即可。也就是说,即使将输出电容降至传统产品的1/5到1/20,在数百mA级的负载波动状态下,仍可将电压波动控制在数十mV至100mV范围内,实现了与传统产品同等的性能。
具体在哪些应用场景中采用NanoCap™ LDO,更能充分发挥其优势性能呢?例如,车载摄像头模块、ADAS传感器等空间非常有限的车载应用,以及需要超小型封装的IoT设备和可穿戴设备等应用,都非常适合采用该产品。如果应用于工业传感器网络,将有助于降低配置多个LDO时电路板的BOM成本,并减轻元器件管理负担。
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