Calculadora de Dropout LDO

Cómo Usar Esta Calculadora

Esta calculadora le ayuda a determinar si su regulador de voltaje LDO (Low Dropout) tiene suficiente margen de voltaje de entrada para una operación estable. También calcula la disipación de potencia y eficiencia.

1. Voltaje de Salida — El voltaje de salida regulado (Vout) del LDO
2. Voltaje de Dropout — La caída mínima de voltaje a través del LDO (de la hoja de datos)
3. Corriente de Carga — La corriente consumida por su carga
4. Voltaje de Entrada — Su voltaje de alimentación de entrada real

La calculadora mostrará si su diseño tiene margen adecuado y le advertirá si el voltaje de entrada es muy bajo para una regulación estable.

Entendiendo el Voltaje de Dropout del LDO

El voltaje de dropout es la diferencia mínima entre el voltaje de entrada y salida requerida para que un regulador LDO mantenga una regulación adecuada. Cuando el voltaje de entrada cae por debajo de Vout + Vdropout, el LDO ya no puede regular y la salida sigue a la entrada.

Factores que Afectan el Dropout

• Corriente de Carga — El voltaje de dropout típicamente aumenta con la corriente
• Temperatura — El dropout puede aumentar a temperaturas más altas
• Elemento de Paso — Transistores PNP/NPN tienen mayor dropout que PMOS
• Encapsulado — El rendimiento térmico afecta la corriente máxima y dropout

Tipos de Reguladores LDO

• LDO Estándar — 1-2V de dropout (ej. LM7805, LM317)
• Low Dropout — 0.3-1V de dropout (ej. LM1117, AMS1117)
• Ultra-Low Dropout — Menos de 0.3V de dropout (ej. MCP1700, AP2112)

Por Qué Importa el Margen

El margen es el voltaje extra por encima del mínimo requerido de entrada. Tener margen adecuado asegura operación estable bajo condiciones variables.

Margen Recomendado

• Mínimo: 100mV — Mínimo absoluto para operación básica
• Típico: 300-500mV — Buen margen para la mayoría de aplicaciones
• Conservador: 500mV+ — Considera temperatura, envejecimiento y ripple

Problemas con Margen Bajo

• El voltaje de salida cae por debajo de la especificación
• Aumento del ripple y ruido de salida
• Pobre respuesta transitoria
• Oscilación o inestabilidad
• PSRR reducido (Relación de Rechazo de Alimentación)

Disipación de Potencia y Consideraciones Térmicas

Los LDOs disipan la diferencia de voltaje entre entrada y salida como calor. Esta es la principal desventaja de los reguladores lineales comparados con los reguladores conmutados.

Gestión Térmica

• Verificar la disipación máxima de potencia para su encapsulado
• Calcular temperatura de unión: Tj = Ta + (Pd × θja)
• Considerar pads térmicos, planos de cobre o disipadores para alta potencia
• Reducir la corriente a temperaturas ambiente altas

Comparación de Eficiencia

La eficiencia del LDO es simplemente Vout/Vin × 100%. Una salida de 3.3V desde 5V de entrada es solo 66% eficiente, con 34% de potencia desperdiciada como calor. Para alta corriente o grandes caídas de voltaje, considere un regulador conmutado.

Guía de Selección de LDO

Cuándo Usar un LDO

• Pequeña diferencia de voltaje (Vin - Vout menor a 1-2V)
• Requisitos de bajo ruido (audio, RF, sensores)
• Aplicaciones de baja corriente (menos de 500mA)
• Diseños con restricción de espacio (no se necesita inductor)
• Aplicaciones sensibles al costo

Cuándo Considerar Alternativas

• Convertidor Buck — Grandes caídas de voltaje, alta corriente, eficiencia crítica
• Buck + LDO — Alta eficiencia con salida de bajo ruido
• Bomba de Carga — Baja corriente, factor de forma pequeño

Especificaciones Clave a Verificar

• Voltaje de dropout a su corriente de carga
• Capacidad de corriente de salida
• Corriente quiescente (importante para aplicaciones de batería)
• Requisitos del capacitor de salida
• Resistencia térmica (θja)
• Especificaciones de PSRR y ruido