Part 01 前言

為了改善LDO的溫升，也就是降低其工作溫度，我們需要從熱管理角度出發，減少功率損耗并提高散熱效率。LDO的最大結溫Junction Temperature是有限制的，常見的有為125°C，150°C等，當然LDO內部集成了溫度傳感器，可以實時監測芯片的結溫。當結溫超過預設的熱關斷溫度，熱關斷電路被激活。熱關斷電路會關閉LDO的輸出，停止功率輸出，從而避免進一步發熱。此時，LDO不消耗功率，芯片結溫開始下降。當結溫降至恢復溫度，通常比熱關斷溫度低10℃至20℃，LDO會自動恢復正常工作，重新提供穩定的輸出電壓。

雖然LDO能保護自己，但是問題是輸出也沒了，那關鍵IC比如MCU的供電也沒了，那系統不就宕機了，那如何提高LDO的電流輸出能力呢？其實問題的核心電流大了，發熱就多了，發熱多了LDO的溫度就高了，所以就是當前散熱能力不足，導致結溫接近或超過安全閾值，所以我們重點要考慮的就是提高散熱能力，進而間接提高LDO的電流輸出能力，接下來我們就介紹一下三種提高LDO電流輸出能力的方法。

Part 02 終將渡過時間的海

1.增大芯片PCB封裝焊盤面積

增大PCB焊盤面積可以增強LDO引腳與PCB之間的熱傳導能力，增加熱量向PCB及其他區域的擴散。焊盤面積越大，熱阻Thermal Resistance越低，結溫上升幅度越小。通過增加銅箔面積，如使用大面積地平面或熱通路，可以顯著降低結溫至環境溫度的熱阻。

例如，若RθJA從285°C/W降低到150°C/W，功率損耗PD=（Vin－Vout）·Iout為1W時，溫升△T=PD·RθJA可從285°C降至150°C。

在PCB設計中，圍繞LDO引腳尤其是輸入、輸出和接地引腳，布置大面積銅箔，并通過過孔連接到底層的地平面。確保焊盤與PCB的熱耦合良好，避免因焊接不良導致熱阻增加。

2. 串聯電阻分壓

在LDO輸入端串聯一個電阻，降低輸入電壓Vin，從而減少功率損耗PD=（Vin－Vout）·Iout。功率損耗減少后，結溫上升幅度降低。

假設Vin從6V降至5.5V，Vout = 3.3V，Iout = 100 mA，則:

原始功率損耗PD =(6－3.3)*0.1 = 0.27 W。

新功率損耗PD=（5.5－3.3)*0.1=0.22W，減少 0.05 W。

若RθJA = 200°C/W, 溫升減少△T = 0.05·200 = 10°C。

結溫可能從150℃降至140℃以下，避免觸發熱關斷。

那串聯電阻該如何選型呢？

電阻值R=△Vin/Iout=(6-5.5)/0.1=5Ω

還要注意的是要確保電阻功率額定值足夠：

P = Iout*Iout*R= 0.1*0.1*5 = 0.05 W。

電阻本身會發熱，需妥善散熱，這個方法其實就是“乾坤熱轉移”。

需要注意的是降低Vin可能使LDO接近壓差Dropout Voltage范圍，影響輸出穩定性。這個方法比較適合輸入電壓較高且有余量的場合。

3.使用大封裝

大封裝如TO-220、TO-263相比小封裝如 SOT-23具有更大的散熱面積和更低的熱阻RθJA，熱阻與封裝類型密切相關，大封裝可顯著降低結溫。

假設SOT-23封裝RθJA = 285°C/W，而TO-263封裝RθJA= 50°C/W，功率損耗1W時:

SOT-23溫升△T=1·285=285°C（加上環境溫度25°C，結溫310°C，遠超160°C)。

TO-263溫升△T=1·50=50°C（結溫75°C，安全范圍)。

更換大封裝可將結溫從150℃降至安全值以下。

所以建議選擇與應用電流和功率損耗匹配的封裝，如TO-252用于中等功率，TO-220用于高功率。配合散熱片或加強PCB散熱設計，最大化散熱效果。當然增大封裝會增加PCB占用空間和成本，需權衡設計需求。

通過增大焊盤面積、使用大封裝和串聯電阻分壓，可以有效降低LDO溫升。選擇哪個方案取決于具體應用如功率、空間限制，建議結合熱阻計算和實際測試，綜合優化散熱設計，確保LDO在最大結溫以下穩定工作。