低压差线性稳压器(LDO)简介
LDO详细介绍
LDO详细介绍
LDO是低压差线性稳压器的英文简称,是Lineaer Dropout Regulator的缩写。它是一种用于电子设备中的电源管理器件,主要用于将高压输入电源转换为稳定的低压输出电源。
LDO稳压器是一种线性的电压稳压器,它通过选用合适的转导电阻和反馈电路,能够在输入电压与输出电压之间产生一个稳定的、低压差的电压源。与开关稳压器相比,LDO稳压器的设计电路更简单,而且输出电压的纹波更小,输出电压稳定性更好。
LDO稳压器的主要工作原理是通过一个功率NPN晶体管和一个PNP晶体管组成的串联电路对输电机输入电压进行调整,然后通过一个反馈电阻网络进行负反馈控制,从而实现在负载变化的情况下输出电压的稳定性。
LDO稳压器有以下几个特点:
1.低压差:LDO稳压器通常具有较低的压差,一般在0.1V至0.5V之间。这意味着它可以将高压输入电源转换为非常接近输出电路所需的稳定低压电源,从而减少了能量损耗。
2.高效率:由于LDO稳压器是线性的电压稳压器,没有开关元件,因此其效率相对较低。但是,由于输入到输出的压差较小,使其输出功率损耗相对较小。
3.稳定性:LDO稳压器有较好的负载调节性和线性调节性能,可以在较大的负载变化范围内保持输出电压的稳定性。
4.低纹波:LDO稳压器的输出电压纹波较小,通常在几毫伏到几十毫伏之间,这对需要较低纹波的电子设备非常重要,如音频放大器。
LDO稳压器广泛应用于各种电子设备中,包括移动通信设备、计算机、工业控制系统、可穿戴设备、消费电子产品等。由于其输出电压稳定性好、纹波小、封装紧凑等优点,使得LDO稳压器成为电子设备中一种常见的电
LDO线性稳压器
线性稳压器(LDO)
一、应用场景
图1所示电路是一种最常见的AC/DC电源,交流电源电压经变压器后,变换成所需要的电压,该电压经整流后变为直流电压。在该电路中,低压差线性稳压器的作用是:在交流电源电压或负载变化时稳定输出电压,抑制纹波电压,消除电源产生的交流噪声。
图 1 LDO在AC-DC电路中的应用
各种蓄电池的工作电压都在一定范围内变化。为了保证蓄电池组输出恒定电压,通常都应当在电池组输出端接入低压差线性稳压器,如图 2所示。低压差线性稳压器的功率较低,因此可以延长蓄电池的使用寿命。同时,由于低压差线性稳压器的输出电压与输入电压接近,因此在蓄电池接近放电完毕时,仍可保证输出电压稳定。
图 2 LDO在电池供电电路中的应用
众所周知,开关性稳压电源的效率很高,但输出纹波电压较高,噪声较大,电压调整率等性能也较差,特别是对模拟电路供电时,将产生较大的影响。在开关性稳压器输出端接入低压差线性稳压器,如图 3所示,就可以实现有源滤波,而且也可大大提高输出电压的稳压精度,同时电源系统的效率也不会明显降低。
图 3 DC-DC电路中LDO的应用
在某些应用中,比如无线电通信设备通常只有一足电池供电,但各部分电路常常采用互相隔离的不同电压,因此必须由多只稳压器供电。为了节省共电池的电量,通常设备不工作时,都希望低压差线性稳压器工作于睡眠状态。为此,要求线性稳压器具有使能控制端。有单组蓄电池供电的多路输出且具有通断控制功能的供电系统如图 4所示。
图 4 多路LDO供电中的应用
二、原理
1)定义
LDO 是一种线性稳压器。线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或FET,从应用的输入电压中减去超额的电压,产生经过调节的输
ldo基础知识
ldo基础知识
LDO即low dropout regulator,是一种低压差线性稳压器,是相对于传统的线性稳压器来说的。那么你对LDO了解多少呢?以下是由店铺整理关于ldo知识的内容,希望大家喜欢!
LDO的基本含义
LDO 是一种线性稳压器,使用在其线性区域内运行的晶体管或FET,从应用的输入电压中减去超额的电压,产生经过调节的输出电压。所谓压降电压,是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下100mV 之内所需的输入电压与输出电压差额的最小值。正输出电压的LDO(低压降)稳压器通常使用功率晶体管(也称为传递设备)作为PNP。这种晶体管允许饱和,所以稳压器可以有一个非常低的压降电压,通常为200mV 左右;与之相比,使用 NPN 复合电源晶体管的传统线性稳压器的压降为 2V 左右。负输出 LDO 使用 NPN 作为它的传递设备,其运行模式与正输出 LDO 的 PNP设备类似。
更新的发展使用MOS 功率晶体管,它能够提供最低的压降电压。使用功率MOS,通过稳压器的唯一电压压降是电源设备负载电流的ON 电阻造成的。如果负载较小,这种方式产生的压降只有几十毫伏。
DC-DC的意思是直流变(到)直流(不同直流电源值的转换),只要符合这个定义都可以叫DC-DC转换器,包括LDO。但是一般的说法是把直流变(到)直流由开关方式实现的器件叫DC-DC。
LDO是低压降的意思,这有一段说明:低压降(LDO)线性稳压器的成本低,噪音低,静态电流小,这些是它的突出优点。它需要的外接元件也很少,通常只需要一两个旁路电容。新的LDO线性稳压器可达到以下指标:输出噪声30μV,PSRR为60dB,静态电流6μA(TI的TPS78001达到Iq=0.5uA),电压降只有100mV(TI量产了号称0.1mV 的LDO)。LDO线性稳压器的性能之所以能够达到这个水平,主要原因在于其中的调整管是用P沟道MOSFET,而普通的线性稳压器是使用PNP晶体管。P沟道MOSFET是电压驱动的,不需要电流,所以大大降低了器件本身消耗的电流;另一方面,采用PNP晶体管的电路中,
LDO原理及指标介绍
LDO原理及指标介绍
直流电分为两大类:线性电源和开关电源。在实际应用中,总会需要同时用到多个直流电压,这时需要用到电源芯片实现电压的转换。DC-DC和LDO都可以实现电压的转换,但是二者实现电压转换的方式则有本质不同。原理差别很大,特性也不一样:LDO简单,功率小,效率低,噪声非常低。DCDC复杂,功率大,效率高,噪声也很高。其次,LDO有非常好的噪声隔离作用,具体指标是PSRR,它表示输出噪声对输入噪声的比值。在一些对噪声敏感的电路中,如ADC,DAC,Camera sensor模拟电压等,必须选择LDO,而且是高PSRR的LDO,而不是DCDC。
一、LDO介绍
1.LDO基本原理(输出↑,PMOS压降↓,输出↓,PMOS压降↑。近似VIN=VMOS+VOUT)
LDO是Low Dropout Regulator的缩写,意思是低压差线性稳压器。低压差是指输入电压-输出电压的值比较低。传统的线性稳压器压差高达2V,而LDO的压差只有几百mV。线性是指PMOS基本处于线性工作状态(传统的线性稳压器是PNP原理,也工作在线性放大状态)。稳压器是指在正常的VIN范围内,输出VOUT都稳定在一个固定值,这个固定值就是我们想要的电压值。比如VIN是电池电压3~4.4V,VOUT始终保持2.7V输出。
下图是一个简单的LDO原理框图:
LDO是一个负反馈系统,当VOUT增大,R2上电压增大,放大器输出电压增大,PMOS的VGS 电压减小,这样PMOS输出电流减小,电压也减小。所有的LDO都是同样的负反馈原理。
(完整版)LDO原理介绍
什么是LDO?
什么是 LDO? LDO 是一种线性稳压器。线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或 FET,从应用的输入电压中减去超额的电压,产生经过调节的输出电压。所谓压降电压,是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下 100mV 之内所需的输入电压与输出电压差额的最小值。正输出电压的 LDO(低压降)稳压器通常使用功率晶体管(也称为传递设备)作为 PNP.这种晶体管允许饱和,所以稳压器可以有一个非常低的压降电压,通常为 200mV 左右;与之相比,使用 NPN 复合电源晶体管的传统线性稳压器的压降为 2V 左右.负输出 LDO 使用 NPN 作为它的传递设备,其运行模式与正输出 LDO 的 PNP设备类似。
摘要:本文论述了低压差线性稳压器(LDO)的基本原理和主要参数,并介绍LDO的典型应用和国内发展概况。
引言
便携电子设备不管是由交流市电经过整流(或交流适配器)后供电,还是由蓄电池组供电,工作过程中,电源电压都将在很大范围内变化。比如单体锂离子电池充足电时的电压为4.2V,放完电后的电压为2。3V,变化范围很大。各种整流器的输出电压不仅受市电电压变化的影响,还受负载变化的影响。为了保证供电电压稳定不变,几乎所有的电子设备都采用稳压器供电.小型精密电子设备还要求电源非常干净(无纹波、无噪声),以免影响电子设备正常工作.为了满足精密电子设备的要求,应在电源的输入端加入线性稳压器,以保证电源电压恒定和实现有源噪声滤波[1]。
一.LDO的基本原理
低压差线性稳压器(LDO)的基本电路如图1—1所示,该电路由串联调整管VT、取样电阻R1和R2、比较放大器A组成。
低压差线性稳压器
低压差线性稳压器(LDO)的基本原理和
主要参数,LDO的典型应用和国内发展概况。
引言
便携电子设备不管是由交流市电经过整流(或交流适配器)后供电,还是由蓄电池组供电,工作过程中,电源电压都将在很大范围内变化。比如单体锂离子电池充足电时的电压为4.2V,放完电后的电压为2.3V,变化范围很大。各种整流器的输出电压不仅受市电电压变化的影响,还受负载变化的影响。为了保证供电电压稳定不变,几乎所有的电子设备都采用稳压器供电。小型精密电子设备还要求电源非常干净(无纹波、无噪声),以免影响电子设备正常工作。为了满足精密电子设备的要求,应在电源的输入端加入线性稳压器,以保证电源电压恒定和实现有源噪声滤波[1]。
一.LDO的基本原理
低压差线性稳压器(LDO)的基本电路如图1-1所示,该电路由串联调整管VT、取样电阻R1和R2、比较放大器A组成。
图1-1 低压差线性稳压器基本电路
取样电压加在比较器A的同相输入端,与加在反相输入端的基准电压Uref相比较,两者的差值经放大器A 放大后,控制串联调整管的压降,从而稳定输出电压。当输出电压Uout降低时,基准电压与取样电压的差值增加,比较放大器输出的驱动电流增加,串联调整管压降减小,从而使输出电压升高。相反,若输出电压Uout超过所需要的设定值,比较放大器输出的前驱动电流减小,从而使输出电压降低。供电过程中,输出电压校正连续进行,调整时间只受比较放大器和输出晶体管回路反应速度的限制。
应当说明,实际的线性稳压器还应当具有许多其它的功能,比如负载短路保护、过压关断、过热关断、反接保护等,而且串联调整管也可以采用MOSFET。
LDO 简介
LDO ,开关电源DC-DC的优缺点
LDO ,开关电源DC-DC的优缺点(2008-11-06 22:40:23)转载标签:电源杂谈低压差线性稳压器,故名思意,为线性的稳压器,仅能使用在降压应用中。也就是输出电压必需小于输入电压。优点:稳定性好,负载响应快。输出纹波小缺点:效率低,输入输出的电压差不能太大。负载不能太大,目前最大的LDO为5A(但要保证5A的输出还有很多的限制条件)DC/DC:直流电压转直流电压。严格来讲,LDO也是DC/DC的一种,但目前DC/DC多指开关电源。具有很多种拓朴结构,如BUCK,BOOST。等。。优点:效率高,输入电压范围较宽。缺点:负载响应比LDO差,输出纹波比LDO大。LDO是低压降的意思:低压降(LDO)线性稳压器的成本低,噪音低,静态电流小,这些是它的突出优点。它需要的外接元件也很少,通常只需要一两个旁路电容。新的LDO线性稳压器可达到以下指标:输出噪声30μV,PSRR为60dB,静态电流6μA,电压降只有100mV。LDO线性稳压器的性能之所以能够达到这个水平,主要原因在于其中的调整管是用P沟道MOSFET,而普通的线性稳压器是使用PNP晶体管。P沟道MOSFET是电压驱动的,不需要电流,所以大大降低了器件本身消耗的电流;另一方面,采用PNP晶体管的电路中,为了防止PNP晶体管进入饱和状态而降低输出能力,输入和输出之间的电压降不可以太低;而P沟道MOSFET 上的电压降大致等于输出电流与导通电阻的乘积。由於MOSFET的导通电阻很小,因而它上面的电压降非常低。如果输入电压和输出电压很接近,最好是选用LDO稳压器,可达到很高的效率。所以,在把锂离子电池电压转换为3V输出电压的应用中大多选用LDO稳压器。虽说电池的能量最後有百分之十是没有使用,LDO稳压器仍然能够保证电池的工作时间较长,同时噪音较低。如果输入电压和输出电压不是很接近,就要考虑用开关型的DCDC了,应为从上面的原理可以知道,LDO的输入电流基本上是等于输出电流的,如果压降太大,耗在LDO上能量太大,效率不高。DC-DC转换器包括升压、降压、升/降压和反相等电路。DC-DC转换器的优点是效率高、可以输出大电流、静态电流小。随著集成度的提高,许多新型DC-DC转换器仅需要几只外接电感器和滤波电容器。但是,这类电源控
LDO的分类及原理
一、LDO基本概念
LDO即low dropout regulator,低压差线性稳压器,这是相对于传统的线性稳压器来说的。
便携电子设备不管是由交流市电经过整流(或交流适配器)后供电,还是由蓄电池组供电,工作过程中,电源电压都将在很大范围内变化。比如单体锂离子电池充足电时的电压为4.2V,放完电后的电压为2.3V,变化范围很大。各种整流器的输出电压不仅受市电电压变化的影响,还受负载变化的影响。为了保证供电电压稳定不变,几乎所有的电子设备都采用稳压器供电。小型精密电子设备还要求电源非常干净(无纹波、无噪声),以免影响电子设备正常工作。为了满足精密电子设备的要求,应使用线性稳压器,以保证电源电压稳定和实现有源噪声滤波。
当系统中输入电压和输出电压接近时,LDO是最好的选择,可达到很高的效率。外围器件也很少,通常只有一两个旁路电容。
二、分类及原理
根据采用晶体管类型的不同,LDO可分为双极型和CMOS型。其中,双极型又有PNP和NPN两种,CMOS型又有P-MOSFET和N-MOSFET两种。双极型英文又可以简称为BJT。
1,分类。
CMOS型LDO的原理电路图如下。能支持非常低的压降、低静态电流、改善的噪声性能和低电源抑制,但P-MOS的成本更高。
双极型LDO的原理电路图如下。具有高输入电压的优点,且拥有更好的瞬态响应,但需要更高的压降电压。
常见的5种LDO基本电路图如下,前三个是双极型,后两个是CMOS型。
A是标准NPN晶体管稳压器,B是减少压差的NPN稳压器,C是低压差PNP晶体管稳压器,
LDO基础知识
L D O是什么?L D O与D C D C的区别与选择
L DO是l ow d rop out r egu lat or,意为低压差线性稳压器,是相对于传统的线性稳压器来说的。传统的线性稳压器,如78xx系列的芯片都要求
输入电压要比输出电压高出2v~3V以上,否则就不能正常工作。但是在一些情况下,这样的条件显然是太苛刻了,如5v转 3.3v,输入与输出的压差只有 1.7v,显然是不满足条件的。针对这种情况,才有了LD O类的电源转换芯片。
L DO 是一种线性稳压器。线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或FET,从应用的输入电压中减去超额的电压,产生经过调节的输出电压。所谓压降电压,是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下100mV 之内所需的输入电压与输出电压差额的最小值。正输出电压的LDO(低压降)稳压器通常使用功率晶体管(也称为传递设备)作为PNP。这种晶体管允许饱和,所以稳压器可以有一个非常低的压降电压,通常为200mV 左右;与之相比,使用N PN 复合电源晶体管的传统线性稳压器的压降为2V 左右。负输出LD O 使用NP N 作为它的传递设备,其运行模式与正输出LDO 的PN P设备类似。更新的发展使用C MO S 功率晶体管,它能够提供最低的压降电压。使用C MOS,通过稳压器的唯一电压压降是电源设备负载电流的ON 电阻造成的。如果负载较小,这种方式产生的压降只有几十毫伏。
D CDC的意思是直流变(到)直流(不同直流电源值的转换),只要符合这个定义都可以叫DC DC转换器,包括LD O。但是一般的说法是把直流变(到)直流由开关方式实现的器件叫D CDC。
LDO
LDO
引言
便携电子设备不管是由交流市电经过整流(或交流适配器)后供电,还是由蓄
电池组供电,工作过程中,电源电压都将在很大范围内变化。比如单体锂离子电池充足电时的电压为4.2V,放完电后的电压为2.3V,变化范围很大。各种
整流器的输出电压不仅受市电电压变化的影响,还受负载变化的影响。为了保证供电电压稳定不变,几乎所有的电子设备都采用稳压器供电。小型精密电子设备还要求电源非常干净(无纹波、无噪声),以免影响电子设备正常工作。为
了满足精密电子设备的要求,应在电源的输入端加入线性稳压器,以保证电源电压恒定和实现有源噪声滤波[1]。
一.LDO 的基本原理
低压差线性稳压器(LDO)的基本电路如图1-1 所示,该电路由串联调整管VT、取样电阻R1 和R2、比较放大器A 组成。
取样电压加在比较器A 的同相输入端,与加在反相输入端的基准电压Uref
相比较,两者的差值经放大器A 放大后,控制串联调整管的压降,从而稳定输出电压。当输出电压Uout 降低时,基准电压与取样电压的差值增加,比较放
大器输出的驱动电流增加,串联调整管压降减小,从而使输出电压升高。相反,若输出电压Uout 超过所需要的设定值,比较放大器输出的前驱动电流减小,
从而使输出电压降低。供电过程中,输出电压校正连续进行,调整时间只受比较放大器和输出晶体管回路反应速度的限制。
图1-1 低压差线性稳压器基本电路
应当说明,实际的线性稳压器还应当具有许多其它的功能,比如负载短路保护、过压关断、过热关断、反接保护等,而且串联调整管也可以采用
ldo电路工作原理
ldo电路工作原理
LDO电路工作原理。
LDO(Low Dropout)稳压器是一种常见的线性稳压器,它可以在输入电压与
输出电压之间的压差较小的情况下工作。LDO电路的工作原理主要由基准电压源、误差放大器、功率放大器和反馈网络组成。
首先,基准电压源产生一个稳定的参考电压,该参考电压与设定的输出电压进
行比较。误差放大器负责将输出电压与参考电压进行比较,然后产生一个误差信号。功率放大器接收误差信号,并根据它来调整输出电压,使其与设定值保持一致。反馈网络则将输出电压的一部分反馈到误差放大器,以实现闭环控制。
LDO电路的工作原理可以简单概括为,当输入电压发生变化时,误差放大器
会检测到输出电压的变化,并通过功率放大器对输出电压进行调节,使其恢复到设定值。这种闭环控制的方式可以有效地抑制输入电压的波动对输出电压的影响,从而实现稳定的输出电压。
在LDO电路中,基准电压源的稳定性对整个稳压器的性能起着至关重要的作用。一个好的基准电压源应当具备高精度、低温漂移和低噪声等特点,以确保输出电压的稳定性和精准度。
此外,LDO电路还需要考虑功率放大器的效率和稳定性。功率放大器的效率
会直接影响整个稳压器的热效应和功耗,而功率放大器的稳定性则关系到稳压器的动态响应和负载能力。
总的来说,LDO电路通过基准电压源、误差放大器、功率放大器和反馈网络
的协同作用,实现了对输入电压波动的抑制,从而保证了输出电压的稳定性和精准度。在实际应用中,设计师需要根据具体的需求和场景选择合适的LDO电路,以
达到最佳的稳压效果。
以上就是关于LDO电路工作原理的简要介绍,希望对您有所帮助。如果您对LDO电路还有其他疑问,欢迎随时与我们联系。
ldo的常用输入电压
ldo的常用输入电压
摘要:
一、LDO 简介
1.LDO 的定义
2.LDO 的作用
二、LDO 的输入电压
1.常用输入电压范围
2.不同输入电压对LDO 性能的影响
三、LDO 输入电压选择建议
1.根据实际需求选择输入电压
2.考虑电源电压的波动和稳定性
四、总结
正文:
一、LDO 简介
LDO,即低压差线性稳压器,是一种电子元件,主要用于将较高的输入电压转换为较低稳定的输出电压,为各类电子设备提供稳定的电源。它具有响应速度快、输出电压噪声低、输出波动小等优点,广泛应用于各种电子产品和电子设备中。
二、LDO 的输入电压
1.常用输入电压范围
LDO 的输入电压范围较广,通常在3.3V 至30V 之间,不同型号的
LDO 输入电压范围可能有所不同。输入电压的大小直接影响到LDO 的输出电压和性能,因此在选择LDO 时,需要根据实际应用场景选择合适的输入电压范围。
2.不同输入电压对LDO 性能的影响
(1)输入电压较低时,LDO 的输出电压稳定性更好,输出电压噪声和波动更小。
(2)输入电压较高时,LDO 的输出电压能力增强,但可能导致输出电压噪声和波动增大。
(3)输入电压偏离LDO 额定输入电压时,可能导致LDO 的效率降低,甚至无法正常工作。
三、LDO 输入电压选择建议
1.根据实际需求选择输入电压
在选择LDO 时,应根据实际应用场景和需求选择合适的输入电压。例如,对于需要较低输出电压、较高稳定性和较低噪声的应用,可以选择较低的输入电压;对于需要较高输出电压、较强输出能力或较宽输入电压范围的应用,可以选择较高的输入电压。
LDO介绍
LDO
LDO体积小,干扰较小,当输入与输出电压差较大的化,转换效率低。
DC-DC好处就是转换效率高,可以大电流,但输出干扰较大,体积也相对较大。
LDO一般是指线性的稳压器--Low Drop Out,而DC/DC则是线性式和开关式稳压器的总称.
如果你的输出电流不是很大(如3A以内),而且输入输出压差也不大(如3.3V转2.5V等)就可以使用LDO的稳压器(优点是输出电压的ripple很小).否则最好用开关式的稳压器,如果是升压,也只能用开关式稳压器(如果ripple控制不好,容易影响系统工作).
低压差线性稳压器相对常用的三端稳压器具有更高的性能,PCB面积占用和功耗更低,在手机等便携产品中得到广泛应用。本文介绍了LDO器件的结构和性能特点,并提出了可借鉴的参考设计。
低压差线性稳压器(LDO)是新一代的集成电路稳压器,它与三端稳压器最大的不同点是,LDO是一个自功耗很低的微型片上系统(SOC)。LDO按其静态耗电流来分,可分为OmniPower、MicroPower、NanoPower三种产品,OmniPower LDO的静态电流在100uA~1mA之间,MicroPower LDO的静态电流在10uA~100uA之间,NanoPower LDO 的静态电流小于10uA,通常只有1uA。
OmniPower LDO是一种静态电流梢大但性能优于三端稳压器的新型线性稳压器,适用于使用AC/DC固定电源的所有电子产品,因其需求量大,生产量大,而生产成本极低,价格十分便宜;MicroPower LDO是一种微功耗的低压差线性稳压器,它具有极低的自有噪音和较高的电源纹波抑制(PSRR),具有快捷的使能控制功能,给它一个高(或者低)的电平可使它进入工作状态或睡眠状态,具有最好的性能/功率比,在需要低噪音的手机电源中必然使用;NanoPower LDO是一种微功耗的低压差线性稳压器,具有极低的静态电流,稳压十分精确,最适用于需要节电的手提电子、电器产品。
LDO 基本知识
LDO
LDO是low dropout regulator,意为低压差线性稳压器,是相对于传统的线性稳压器来说的。传统的线性稳压器,如78xx系列的芯片都要求输入电压要比输出电压高出2v~3V以上,否则就不能正常工作。
基本概念
LDO 是一种线性稳压器。线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或FET,从应用的输入电压中减去超额的电压,产生经过调节的输出电压。所谓压降电压,是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下100mV 之内所需的输入电压与输出电压差额的最小值。正输出电压的LDO(低压降)稳压器通常使用功率晶体管(也称为传递设备)作为PNP。这种晶体管允许饱和,所以稳压器可以有一个非常低的压降电压,通常为200mV 左右;与之相比,使用NPN 复合电源晶体管的传统线性稳压器的压降为2V 左右。负输出LDO 使用NPN 作为它的传递设备,其运行模式与正输出LDO 的PNP设备类似。
更新的发展使用MOS 功率晶体管,它能够提供最低的压降电压。使用功率MOS,通过稳压器的唯一电压压降是电源设备负载电流的ON 电阻造成的。如果负载较小,这种方式产生的压降只有几十毫伏。
DC-DC的意思是直流变(到)直流(不同直流电源值的转换),只要符合这个定义都可以叫DCDC转换器,包括LDO。但是一般的说法是把直流变(到)直流由开关方式实现的器件叫DCDC。
LDO是低压降的意思,这有一段说明:低压降(LDO)线性稳压器的成本低,噪音低,静态电流小,这些是它的突出优点。它需要的外接元件也很少,通常只需要一两个旁路电容。新的LDO线性稳压器可达到以下指标:输出噪声30μV,PSRR为60dB,静态电流6μA (TI的TPS78001达到Iq=0.5uA),电压降只有100mV(TI量产了号称0.1mV的LDO)。LDO 线性稳压器的性能之所以能够达到这个水平,主要原因在于其中的调整管是用P沟道MOSFET,而普通的线性稳压器是使用PNP晶体管。P沟道MOSFET是电压驱动的,不需要电流,所以大大降低了器件本身消耗的电流;另一方面,采用PNP晶体管的电路中,为了防止PNP晶体管进入饱和状态而降低输出能力,输入和输出之间的电压降不可以太低;而P沟道MOSFET上的电压降大致等于输出电流与导通电阻的乘积。由于MOSFET 的导通电阻很小,因而它上面的电压降非常低。
低压差线性稳压器LDO
LDO
LDO是low dropout regulator,意为低压差线性稳压器,是相对于传统的线性稳压器来说的。传统的线性稳压器,如78xx系列的芯片都要求输入电压要比输出电压高出2v~3V以上,否则就不能正常工作。但是在一些情况下,这样的条件显然是太苛刻了,如5v转3.3v,输入与输出的压差只有1.7v,显然是不满足条件的。针对这种情况,才有了LDO类的电源转换芯片。
LDO 是一种线性稳压器。线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或 FET,从应用的输入电压中减去超额的电压,产生经过调节的输出电压。所谓压降电压,是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下 100mV 之内所需的输入电压与输出电压差额的最小值。正输出电压的
LDO(低压降)稳压器通常使用功率晶体管(也称为传递设备)作为 PNP。这种晶体管允许饱和,所以稳压器可以有一个非常低的压降电压,通常为 200mV 左右;与之相比,使用 NPN 复合电源晶体管的传统线性稳压器的压降为 2V 左右。负输出 LDO 使用 NPN 作为它的传递设备,其运行模式与正输出 LDO 的 PNP设备类似。
更新的发展使用 CMOS 功率晶体管,它能够提供最低的压降电压。使用 CMOS,通过稳压器的唯一电压压降是电源设备负载电流的 ON 电阻造成的。如果负载较小,这种方式产生的压降只有几十毫伏。
DCDC的意思是直流变(到)直流(不同直流电源值的转换),只要符合这个定义都可以叫DCDC转换器,
包括LDO。但是一般的说法是把直流变(到)直流由开关方式实现的器件叫DCDC。
什么是LDO
什么是 LDO
便携电子设备不管是由交流市电经过整流(或交流适配器)后供电,还是由蓄电池组供电,工作过程中,电源电压都将在很大范围内变化。比如单体锂离子电池充足电时的电压为4.2V,放完电后的电压为2.3V,变化范围很大。各种整流器的输出电压不仅受市电电压变化的影响,还受负载变化的影响。为了保证供电电压稳定不变,几乎所有的电子设备都采用稳压器供电。小型精密电子设备还要求电源非常干净(无纹波、无噪声),以免影响电子设备正常工作。为了满足精密电子设备的要求,应在电源的输入端加入线性稳压器,以保证电源电压恒定和实现有源噪声滤波[1]。
一.LDO的基本原理
低压差线性稳压器(LDO)的基本电路如图1-1所示,该电路由串联调整管VT、取样电阻R1和R2、比较放大器A组成。
图1-1 低压差线性稳压器基本电路
取样电压加在比较器A的同相输入端,与加在反相输入端的基准电压Uref相比较,两者的差值经放大器A放大后,控制串联调整管的压降,从而稳定输出电压。当输出电压Uout降低时,基准电压与取样电压的差值增加,比较放大器输出的驱动电流增加,串联调整管压降减小,从而使输出电压升高。相反,若输出电压Uout超过所需要的设定值,比较放大器输出的前驱动电流减小,从而使输出电压降低。供电过程中,输出电压校正连续进行,调整时间只受比较放大器和输出晶体管回路反应速度的限制。
应当说明,实际的线性稳压器还应当具有许多其它的功能,比如负载短路保护、过压关断、过热关断、反接保护等,而且串联调整管也可以采用MOSFET。
二.低压差线性稳压器的主要参数
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
低压差线性稳压器(LDO)的基本原理和主要参数
摘要:本文论述了低压差线性稳压器(LDO)的基本原理和主要参数,并介绍LDO 的典型应用和国内发展概况。
引言
便携电子设备不管是由交流市电经过整流(或交流适配器)后供电,还是由蓄电池组供电,工作过程中,电源电压都将在很大范围内变化。比如单体锂离子电池充足电时的电压为4.2V ,放完电后的电压为2.3V ,变化范围很大。各种整流器的输出电压不仅受市电电压变化的影响,还受负载变化的影响。为了保证供电电压稳定不变,几乎所有的电子设备都采用稳压器供电。小型精密电子设备还要求电源非常干净(无纹波、无噪声),以免影响电子设备正常工作。为了满足精密电子设备的要求,应在电源的输入端加入线性稳压器,以保证电源电压恒定和实现有源噪声滤波[1]。
一.LDO 的基本原理
低压差线性稳压器(LDO)的基本电路如图1-1所示,该电路由串联调整管VT 、取样电阻R1和R2、比较放大器A 组成。
取样电压加在比较器A 的同相输入端,与加在反相输入
端的基准电压Uref 相比较,两者的差值经放大器A 放大
后,控制串联调整管的压降,从而稳定输出电压。当
输出电压Uout 降低时,基准电压与取样电压的差值增
加,比较放大器输出的驱动电流增加,串联调整管压
降减小,从而使输出电压升高。相反,若输出电压Uout
超过所需要的设定值,比较放大器输出的前驱动电流减小,从而使输出电压降低。供电过程中,输出电压
校正连续进行,调整时间只受比较放大器和输出晶体管回路反应速度的限制。
图1-1 低压差线性稳压器基本电路应当说明,实际的线性稳压器还应当具有许多其它的功能,比如负载短路保护、过压关断、过热关断、反接保护等,而且串联调整管也可以采用MOSFET 。
二.低压差线性稳压器的主要参数
1.输出电压(Output Voltage)
输出电压是低压差线性稳压器最重要的参数,也是电子设备设计者选用稳压器时首先应考虑的参数。低压差线性稳压器有固定输出电压和可调输出电压两种类型。
固定输出电压稳压器使用比较方便,而且由于输出电压是经过厂家精密调整的,所以稳压器精度很高。但是其设定的输出电压数值均为常用电压值,不可能满足所有的应用要求,但是外接元件数值的变化将影响稳定精度。
2.最大输出电流(Maximum Output Current)
用电设备的功率不同,要求稳压器输出的最大电流也不相同。通常,输出电流越大的稳压器成本越高。为了降低成本,在多只稳压器组成的供电系统中,应根据各部分所需的电流值选择适当的稳压器。
3.输入输出电压差(Dropout Voltage)
输入输出电压差是低压差线性稳压器最重要的参数。在保证输出电压稳定的条件下,该电压压差越低,线性稳压器的性能就越好。比如,5.0V的低压差线性稳压器,只要输入5.5V电压,就能使输出电压稳定在5.0V。
4.接地电流(Ground Pin Current)
接地电路IGND是指串联调整管输出电流为零时,输入电源提供的稳压器工作电流。该电流有时也称为静态电流,但是采用PNP晶体管作串联调整管元件时,这种习惯叫法是不正确的。通常较理想的低压差稳压器的接地电流很小。
5.负载调整率(Load Regulation)
负载调整率可以通过图2-1和式2-1来定义,LDO的负载调整率越小,说明LDO抑制负载干扰的能力越强。
图2-1 Output Voltage&Output Current
(2-1)
式中
△Vload—负载调整率
Imax—LDO最大输出电流
Vt—输出电流为Imax时,LDO的输出电压
Vo—输出电流为0.1mA时,LDO的输出电压
△V—负载电流分别为0.1mA和Imax时的输出电压之差
6.线性调整率(Line Regulation)
线性调整率可以通过图2-2和式2-2来定义,LDO的线性调整率越小,输入电压变化对输出电压影响越小,LDO的性能越好。
图2-2 Output Voltage&Input Voltage
(2-2)
式中
△Vline—LDO线性调整率
Vo—LDO名义输出电压
Vmax—LDO最大输入电压
△V—LDO输入Vo到Vmax'输出电压最大值和最小值之差
7.电源抑制比(PSSR)
LDO的输入源往往许多干扰信号存在。PSRR反映了LDO对于这些干扰信号的抑制能力。三.LDO的典型应用
低压差线性稳压器的典型应用如图3-1所示。图3-1(a)所示电路是一种最常见的AC/DC电源,交流电源电压经变压器后,变换成所需要的电压,该电压经整流后变为直流电压。在该电路中,低压差线性稳压器的作用是:在交流电源电压或负载变化时稳定输出电压,抑制纹波电压,消除电源产生的交流噪声。
各种蓄电池的工作电压都在一定范围内变化。为了保证蓄电池组输出恒定电压,通常都应当在电池组输出端接入低压差线性稳压器,如图3-1(b)所示。低压差线性稳压器的功率较低,因此可以延长蓄电池的使用寿命。同时,由于低压差线性稳压器的输出电压与输入电压接近,因此在蓄电池接近放电完毕时,仍可保证输出电压稳定。
众所周知,开关性稳压电源的效率很高,但输出纹波电压较高,噪声较大,电压调整率等性能也较差,特别是对模拟电路供电时,将产生较大的影响。在开关性稳压器输出端接入低压差线性稳压器,如图2-3(c)所示,就可以实现有源滤波,而且也可大大提高输出电压的稳压精度,同时电源系统的效率也不会明显降低。
在某些应用中,比如无线电通信设备通常只有一足电池供电,但各部分电路常常采用互相隔离的不同电压,因此必须由多只稳压器供电。为了节省共电池的电量,通常设备不工作时,