线性稳压器基础知识
线性稳压器的工作原理及应用
线性稳压器的工作原理及应用第一个需要考虑的因素便是确定预期输出电压。
最为简单的线性稳压器拥有一个固定的输出电压范围，其由和图 1 所示R1/R2 网络相类似的内部连接确定。
可调稳压器可能会有四个引脚：Vin、Vout、接地引脚和调节引脚。
调节引脚是用来调节电压设置电阻。
图1 基本的线性稳压器三端可调稳压器的输出电压如图2 所示图2 三端可调稳压器并由下列关系式设定：1.25 V 为电压参考值。
分子和分母均除以R1 可以得出：这就是本系列第一篇文章(第 1 部分最基本的构建块运算放大器)中所建立起来的非反相运算放大器(op amp) 传输函数。
我们通常用输入电源电压(线性)或输出电流需求(负载)改变时其保持规定输出电压的表现来衡量稳压器的动态性能，即对静态变化和瞬态变化的响应。
我们通常是在最大负载电流下规定线性调整率(line regulation)，而负载调整率的规定则可能是在一个或多个线性电压条件下完成的。
当输入未得到调节时，可能会存在一定叠加于DC 之上的电源线频率AC，即输入纹波，应从输出中将其去除。
另一个动态性能变量是输出噪声。
通过增加稳压器输出端的滤波器电容一般可以降低输入纹波和输出噪声，但是会延长瞬态恢复时间。
线性稳压器的运行依赖于一个内部增益级。
为了防止该增益级出现振荡，通常会需要一个最小输出滤波器电容(请参见图 1 中的C2)。
一个输入滤波器电容(请参见图 1 中的C1)将有助于稳压器服务于瞬态负载，尤其是在稳压器远离电源时更需要这样一个输入滤波器电容。
许多稳压器都不容许存在反向电压。
如果输出电容被充电至输出电压，同时输入短路至接地，那么稳压器将出现反向电压，并且在所有电路获得放电以前稳压器都会锁闭在某种未知状态中。
这种故障状态可能会引起稳压器自毁。
为。
LDO低压差线性稳压器-知识总结
LDO一.LDO的基本介绍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。
但是在一些状况下, 这样的条件明显是太苛刻了, 如5v转3.3v,输入及输出的压差只有1.7v, 明显是不满意条件的。
针对这种状况, 才有了LDO类的电源转换芯片。
LDO是一种线性稳压器。
线性稳压器运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, 产生经过调整的输出电压。
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及输出电压差额的最小值。
正输出电压的LDO（低压降）稳压器通常运用功率晶体管（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特别低的压降电压, 通常为200mV左右；及之相比, 运用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 运用NPN作为它的传递设备, 其运行模式及正输出LDO的 PNP设备类似。
更新的发展运用 MOS 功率晶体管, 它能够供应最低的压降电压。
运用功率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。
假如负载较小, 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。
它须要的外接元件也很少, 通常只须要一两个旁路电容。
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)。
线性稳压器原理
线性稳压器原理线性稳压器是一种常见的电子元件，它在电路中起着稳定输出电压的作用。
其工作原理是通过将输入电压进行稳定，以确保输出电压始终保持在设定的数值范围内。
在本文中，我们将深入探讨线性稳压器的原理，以及其在电子电路中的应用。
首先，让我们来了解一下线性稳压器的基本结构。
线性稳压器通常由三个主要部分组成，输入端、控制电路和输出端。
输入端接收来自电源的不稳定电压，控制电路对输入电压进行稳定处理，最终输出端提供稳定的电压给负载使用。
控制电路中通常包含一个参考电压源和一个误差放大器，用于对输入电压进行比较和调节，以确保输出电压的稳定性。
其次，让我们来详细了解线性稳压器的工作原理。
当输入电压发生变化时，控制电路会通过负反馈机制对输出电压进行调节，以使其保持在设定的稳定数值范围内。
这种负反馈机制可以有效地抑制输入电压的波动，从而确保输出电压的稳定性。
此外，线性稳压器还通过将多余的电压转化为热量的方式来实现稳压，这也是其常见的缺点之一，因为这会导致功耗增加和效率降低。
接下来，让我们来探讨线性稳压器在电子电路中的应用。
线性稳压器广泛应用于各种电子设备中，如电源适配器、电池充电器、稳压电源等。
在这些应用中，线性稳压器可以提供稳定的电压输出，以确保电子设备的正常运行。
此外，线性稳压器还常用于模拟电路中，因为其输出电压稳定性较高，能够满足对电压精度要求较高的应用场景。
总结一下，线性稳压器是一种常见的电子元件，其工作原理是通过负反馈机制对输入电压进行稳定处理，以确保输出电压的稳定性。
在电子电路中，线性稳压器广泛应用于各种电子设备中，能够提供稳定的电压输出，满足不同应用场景的需求。
然而，线性稳压器也存在一些缺点，如功耗增加和效率降低，因此在实际应用中需要综合考虑其优缺点，选择合适的稳压器类型。
通过本文的介绍，相信读者对线性稳压器的原理和应用有了更深入的了解。
在实际应用中，我们需要根据具体的需求和场景选择合适的线性稳压器，以确保电子设备的正常运行和稳定性能。
变换器基础及特点（DCDC电荷泵线性稳压器）
变换器基础及特点（DCDC电荷泵线性稳压器）一、DCDC概念及分类几乎所有的电子系统都需要恒压电源或者恒流电源，DC to DC变换器是用于提供直流(DC)电源的器件。
DC-DC实际上是个很宽的概念，广义上包括所有的从直流变换到直流的变压器件，可分为线性变换器和开关变换器2种。
线性变换器中比较常用到的细分种类是LDO，而开关变换器就是通常所说的狭义上的DC-DC。
1，开关变换器开关变换器，指利用电感、电容的储能的特性，通过可控开关器件(MOSFET等)进行高频率的周期性的开通和关断，将输入的电能储存在电感（容）里，当开关断开时，电能再释放给负载，提供能量。
所以，开关变换器根据储能器件不同又可以分为电感储能型和电容储能型2种。
电感储能型DCDC就是电子产品中最常用的那种需要外挂个功率电感的常规DCDC，而电容储能型DCDC 变换器通常又被叫作电荷泵(bèng)。
我们常用的电感储能型DC-DC产品有三种类型，分别为BUCK （降压型）、BOOST（升压型）和BUCK/BOOST型（升降压型）。
另外，如果用变压器来代替储能电感，就是隔离型DCDC，隔离型又分多种：单端正激（Forward）、单端反激(Flyback)、双管正激(Double transistor forward converter)、双管反激（Double transistor flybackconverter）、推挽电路（Push-pull converter）和半桥电路（Half-bridge converter）等。
隔离型不是本文要讲的重点。
2，线性变换器线性型，是从电源向负载连续的输送功率，传输能量器件（如晶体管、场效应管）工作于线性区，其负责调节从电源至负载的电流流动。
线性稳压器属于广义的DC-DC变换器，而LDO 又是一种低压差的线性稳压器。
二，线性稳压器。
1，原理：线性稳压器和输出阻抗一起形成了一个分压器网络。
电子电路中线性稳压器的作用及原理解析
电子电路中线性稳压器的作用及原理解析线性稳压器是广泛应用于电子电路中的一种电源管理器件，其作用主要是将不稳定的直流电源（输入）转换为稳定的输出电压，并且输出电压与负载电流几乎无关。
线性稳压器能够提供相对稳定、纹波较小的电源电压给电路中的各个组件使用，从而保证了电子设备、家用电器、计算机等的正常运行。
一、线性稳压器的基本工作原理线性稳压器的基本工作原理是将输入电压经过调节电路进行调整，并去除掉噪声，然后再传递到稳定电压的输出端口。
其中，调节电路通常由参考电压源和误差放大器两部分组成。
参考电压源提供一个固定的参考电压，误差放大器输出一个误差电压，通过对这两个信号的比较，产生一个控制信号来调节晶体管或调节管的导通状态，使得输出电压保持稳定。
具体来说，在线性稳压器中，调节管的导通状态决定了输出电压与输入电压之间的电压差，而误差放大器就是基于这种电压差来产生误差信号的放大器。
如果输出电压低于设定的标准电压值，如果调节器被要求提高电压，则控制电压将导致晶体管或调节管导通的时间更长，输出电压就会增加。
反之，如果输出电压高于标准电压值，则减小导通时间，输出电压就会减少。
二、线性稳压器的特点线性稳压器具有以下几个特点：线性稳压器能够提供稳定、纹波小的电源电压，能够满足各种电路对电源质量的要求。
线性稳压器的输出电流几乎不受负载电流的影响，因此稳定性高。
线性稳压器具有较低的输出电阻和噪声，使得其在一些对信噪比要求较高的应用场景下得到广泛应用。
线性稳压器调节方便，可靠性高，适用于大多数功率要求不高的电子电路。
线性稳压器的成本较低，相对于其他电源管理器件来说，具有较高的性价比。
虽然线性稳压器有很多优点，但是也存在一些缺点，如功率消耗大、效率低、温升大等。
因此，在一些需要低噪声、低纹波、高效率、高稳定性的场合，可以考虑采用其他类型的电源管理器件。
三、常见的线性稳压器常见的线性稳压器有78xx系列、79xx系列和LM317。
线性稳压器的工作原理
线性稳压器的工作原理线性稳压器是一种电子设备，主要用于电源系统中，将不稳定的输入电压转化为稳定的输出电压。
其工作原理是通过使用负反馈控制技术，将不稳定的输入电压调整并稳定到设定的输出电压。
以下是线性稳压器的工作原理的详细解释。
在开始解释之前，需要先了解两个概念：基准电压和误差放大器。
基准电压是一个与输入电压无关的准确值，用来设定输出电压的期望值。
误差放大器是一个负反馈放大器，用于监测输出电压并与基准电压进行比较，产生一个反馈信号。
工作原理如下：1.输入电压通过输入电压端进入线性稳压器。
这个电压通常会有一定的波动，可能会受到电网电压的变化、负载的变化等因素的影响。
2.输入电压经过输入电压端进入制动器。
制动器中的一个电阻网络会将输入电压调整到与基准电压相匹配的水平。
3.调整后的电压通过制动器进入误差放大器。
误差放大器监测输出电压与基准电压之间的差异。
如果输出电压低于期望值，误差放大器会产生一个较大的正反馈信号。
相反，如果输出电压高于期望值，误差放大器会产生一个较大的负反馈信号。
4.误差放大器输出的反馈信号通过负载电流，通过一个驱动电路传递给制动器。
这个反馈信号会告诉制动器调整电阻网络的程度，以调整输出电压。
5.制动器根据误差放大器的反馈信号，调整电阻网络的电阻值。
如果输出电压低于期望值，制动器会减小电阻值，增加输出电压。
相反，如果输出电压高于期望值，制动器会增加电阻值，降低输出电压。
6.输出电压从制动器经过输出电压端输出给负载。
这个输出电压是根据误差放大器的调整和制动器的调整来稳定到期望值的。
值得注意的是，线性稳压器通过使用一个线性的调整器（制动器）将不稳定的输入电压调整为稳定的输出电压，因此整个过程会有一定的功耗。
功耗的大小与输入输出电压差以及负载电流有关。
因此，在选择线性稳压器时，需要综合考虑功耗、热效应和电源效率等因素。
总结而言，线性稳压器通过负反馈控制技术，利用误差放大器监测输出电压与基准电压之间的差异，并通过制动器调整输入电压，从而实现将不稳定的输入电压转化为稳定的输出电压的功能。
线性稳压器的工作原理及比较
线性稳压器的工作原理及比较一、线性稳压器的工作原理线性稳压器是一种电子元件，用于将输入电压稳定在一个固定的输出电压上。
它通过调整电路中的阻抗来实现电压的稳定。
线性稳压器的工作原理可以分为三个主要步骤：输入电压的采样、误差放大和反馈控制。
1. 输入电压采样：线性稳压器首先对输入电压进行采样，以获取实际电压值。
这通常通过一个电阻分压网络来实现，其中一个电阻连接到输入电压，另一个电阻连接到地。
2. 误差放大：采样后的电压与参考电压进行比较，产生一个误差信号。
这个误差信号被放大器放大，以便能够控制输出电压。
3. 反馈控制：放大后的误差信号通过一个反馈回路传送给稳压器的控制端。
这个信号与稳压器内部的参考电压进行比较，产生一个控制信号。
稳压器根据控制信号调整输出电压，使其保持在一个稳定的水平上。
二、线性稳压器的比较线性稳压器有很多不同的类型，每种类型都有其特点和适用范围。
以下是几种常见的线性稳压器及其比较：1. 简单线性稳压器（Series Linear Regulator，简称SLR）：简单线性稳压器是最基本的线性稳压器类型，由一个功率晶体管和一个反馈电路组成。
它的工作原理简单，成本低廉，但效率相对较低。
它适用于低功率应用，如模拟电路和传感器。
2. 低压差线性稳压器（Low Dropout Regulator，简称LDO）：低压差线性稳压器是一种特殊的线性稳压器，它能够在输入电压与输出电压之间保持很小的压差。
这意味着它可以在输入电压接近输出电压的情况下正常工作，提供更高的效率。
LDO适用于需要较高输出电流和较低输入电压的应用。
3. 开关稳压器（Switching Regulator）：开关稳压器是一种比较先进的稳压器类型，它通过开关元件（如晶体管）来控制电路中的能量流动。
开关稳压器的效率较高，能够提供更大的输出功率。
然而，它的设计和调试相对复杂，成本也较高。
开关稳压器适用于高功率和高效率要求的应用，如电源管理和电动车辆。
DC-DC基础知识 线性稳压电源
• 电源抑制比 (PSRR) – 已调输出电压纹波与输入电 压纹波之比。
– 该规格指标对于具有高噪声限制要求的应用（如低噪声放 大器、音频、RF 和无线等）很重要
• 基带噪声 – 某个特定频率范围内的总噪声能量
– 该规格指标对于具有高噪声限制要求的应用（如 PLL、 TCXO、RF 和无线等）很重要
是
Байду номын сангаас
是
是
高 PSRR（在 20Hz 至 200kHz 频率范围内）
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总结
• • • • 线性稳压器介绍 线性稳压器的类型 LDO 的压降 LDO 选择过程中的考虑因素
10
DC-DC 基础知识
1.2 线性稳压器
什么是线性稳压器？
• 线性稳压器是一种无需使用开关元件而能提供一个 恒定电压输出的 DC-DC 转换器。 • 线性稳压器因其低成本、低噪声及简单易用等特性 而在众多应用中得到了非常广泛的使用。 • 但是，线性稳压器也存在着效率有限以及不能提升 电压（使 Vout > Vin）的缺点。
• 线性稳压器中的元件可以是双极型晶体管或 MOSFET。不 同的配置将产生不同的压降电压 • 双极型线性稳压器具有较高的压降电压，并能支持较高的输 入电压且拥有更好的瞬态响应。 • MOSFET LDO 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。
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有关 LDO 压降的更多信息
• 在 LDO 数据表中，只规定了最大输出电流条件下的压 降。在其他的工作条件下，压降可以通过计算求出。 • LDO 中使用的 FET 工作于线性区。FET 在饱和线上具 有最小的电阻。LDO 不能在饱和线的左侧区域中工作。
LDO低压差线性稳压器知识总结
LDO低压差线性稳压器知识总结LDO（Low Dropout）低压差线性稳压器是一种常用的电压稳定器件，广泛应用于电子设备中。
本篇文章将对LDO低压差线性稳压器的原理、特点、应用以及选型等方面进行总结。
一、LDO低压差线性稳压器的原理1.参考电压：LDO稳压器内部有一个参考电压源，该源产生一个通过基准电阻分压形成的恒定电压，作为反馈参考电压。
2.误差放大器：参考电压与输出电压之间的差值通过误差放大器进行放大，得到输出控制电压。
3.控制电压比较器：输出控制电压与内部反馈电压进行比较，产生误差电压。
若输出电压低于设定值，控制电压比较器将阻止通过继电器的控制信号，从而增大输出电流。
4.电流驱动：控制电压比较器将误差电压放大后，通过输出级的功放驱动输出电流，达到控制输出电压的目的。
输出级功放将外部负载接入电流放大，输出电压稳定。
二、LDO低压差线性稳压器的特点1.低压差：LDO低压差线性稳压器工作时，输入电压与输出电压之间的压差很小，可以实现高精度、高稳定性的电压输出。
2.低静态功耗：由于采用线性调节方式，低压差线性稳压器的静态工作时，能量基本全部通过稳压器线性调整为热量，因此静态功耗很低。
3.超低压差：一些高性能的LDO稳压器可以实现超低压差，通常以小于0.1V的极低压差来输出稳定电压。
4.较低输出噪声：LDO低压差线性稳压器的输出噪声比开关稳压器小，适用于对噪声敏感的应用。
5.稳定性好：LDO稳压器内部采用反馈控制方式，对输入电压、负载变化等具有较好的稳定性。
三、LDO低压差线性稳压器的应用1.电源管理：LDO稳压器可以用于CPU、FPGA及其他集成电路的供电管理，在保持电源稳定的同时，提供较低噪声的电源。
2.模拟电路：LDO稳压器适合用于模拟电路的供电，可以提供较干净的电源，帮助提高系统的信噪比。
3.无线通信：在无线通信系统中，需要提供稳定的电源给射频前端和基带处理器，LDO稳压器可以满足这种需求。
线性稳压器的基本知识解析-基础电子
线性稳压器的基本知识解析-基础电子导读：本文阐述了线性稳压器的基本知识。
文章对于线性稳压器的基本概念、工作原理、特点、优势及应用，并对常用线性稳压器的技术进行分析。
以便在以后的应用中我们可以更好的选择线性稳压器。
长期以来，线性稳压器一直得到业界的广泛采用。
在开关模式电源于上世纪60年代后成为主流之前，线性稳压器曾经是电源行业的基础。
即使在今天，线性稳压器仍然在众多的应用中广为使用。
下面我们来就针对线性稳压器的基本知识作一一相关介绍。
一、线性稳压器的基本概念线性稳压器（Linear Regulator）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。
其产品均采用小型封装，具有出色的性能，并且提供热过载保护、安全限流等增值特性，关断模式还能大幅降低功耗。
二、线性稳压器的工作原理我们从一个简单的例子开始。
在嵌入式系统中，可从前端电源提供一个12V总线电压轨。
在系统板上，需要一个3.3V电压为一个运算放大器（运放）供电。
产生3.3V电压简单的方法是使用一个从12V总线引出的电阻分压器，如图1所示。
这种做法效果好吗？回答常常是“否”.在不同的工作条件下，运放的VCC引脚电流可能会发生变化。
假如采用一个固定的电阻分压器，则IC VCC电压将随负载而改变。
此外，12V总线输入还有可能未得到良好的调节。
在同一个系统中，也许有很多其他的负载共享12V电压轨。
由于总线阻抗的原因，12V总线电压会随着总线负载情况的变化而改变。
因此，电阻分压器不能为运放提供一个用于确保其正确操作的3.3V稳定电压。
于是，需要一个专用的电压调节环路。
如图2所示，反馈环路必需调整顶端电阻器R1的阻值以动态地调节VCC上的3.3V.图1 电阻分压器采用12V总线输入产生3.3VDC图2 反馈环路调整串联电阻器R1的阻值以调节3.3V此类可变电阻器可利用一个线性稳压器来实现，如图3所示。
线性稳压器使一个双极性或场效应功率晶体管（FET）在其线性模式中运作。
线性稳压电源的基础知识
线性稳压电源的基础知识
电子系统通常接收的电源电压要高于系统电路所需的电压。
例如，可以使用9 V电池为需要输入范围为0至5 V的放大器供电，或者两个串联的1.5 V电池可以为包含1.8 V数字逻辑的电路供电。
在这种情况下，我们需要使用接受较高电压并产生较低电压的组件来调节输入电源。
实现这种调节的一种非常常见的方法是并入线性稳压电源。
线性稳压电源是如何工作的？
线性稳压电源（也称为LDO或低压差线性稳压电源）使用由负反馈电路控制的晶体管来产生指定的输出电压，即使负载电流和输入电压发生变化，该输出电压也能保持稳定。
基本的固定输出电压的线性稳压电源是一个三端设备，如上图所示。
某些线性稳压电源允许您通过外部电阻器来调节输出电压。
电压线性稳压电源的缺点
线性稳压器的一个严重缺点是在许多应用中效率低。
调节器内部的晶体管连接在输入和输出端子之间，其功能类似于可变串联电阻；因此，高输入到输出电压差和高负载电流会导致大量功耗。
稳压电源内部电路功能所需的电流（在图中标记为IGND）也会增加总功耗。
线性稳压器电路中可能的故障模式可能来自热因素，而不是严格的电气因素。
稳压器IC消耗的功率将导致组件温度升高，并且由于没有足够的路径使热量从稳压器中散发出来，因此温度终可能会高到足以严重损害性能或导致热关断的程度。
线性稳压电源的应用
尽管就效率而言，线性稳压电源通常不如开关稳压电源，但由于多种原因，它们仍被广泛使用。
主要优点是易于使用，低输出噪声和低成本。
大多数线性稳压电源所需的外部组件是输入和输出电容器，而且电容要求足够灵活，以使设计任务非常简单。
线性稳压器的工作原理及比较
线性稳压器的工作原理及比较线性稳压器是一种常见的电子元件，用于稳定直流电源的输出电压。
它通过调整输入电压的大小来保持输出电压的稳定性。
本文将详细介绍线性稳压器的工作原理，并与其他类型的稳压器进行比较。
一、线性稳压器的工作原理线性稳压器的核心部件是三极管。
它通过将输入电压分配给负载和稳压器来实现电压稳定。
下面是线性稳压器的工作原理：1. 输入电压：线性稳压器的输入电压通常来自交流电源或其他电源，它可以是固定的或可调节的。
2. 变压器：输入电压首先通过变压器降压，以适应稳压器的需求。
3. 整流器：变压器输出的交流电压通过整流器转换为直流电压。
4. 滤波器：直流电压通过滤波器去除电压中的脉动。
5. 三极管：滤波后的直流电压输入三极管，三极管通过调整电流来稳定输出电压。
6. 负载：输出电压连接到负载上，以提供所需的电源电压。
7. 反馈回路：线性稳压器中的反馈回路用于检测输出电压，并将信息反馈给三极管，以调整输入电压以保持输出电压的稳定性。
二、线性稳压器与其他稳压器的比较线性稳压器相对于其他类型的稳压器具有一些优点和缺点。
下面是与开关稳压器的比较：1. 效率：线性稳压器的效率较低，因为它通过将多余的电压转化为热量来稳定输出电压。
而开关稳压器通过开关电路来调整输入电压，因此效率较高。
2. 稳定性：线性稳压器的输出电压非常稳定，具有较低的噪声和纹波。
开关稳压器的输出电压可能存在一定的纹波和噪声。
3. 成本：线性稳压器的成本相对较低，因为它的设计相对简单。
开关稳压器的设计更加复杂，因此成本较高。
4. 可靠性：线性稳压器具有较高的可靠性，因为它没有复杂的开关电路。
开关稳压器可能由于开关元件的故障而导致系统失效。
5. 外部组件：线性稳压器不需要额外的外部元件，因为它的设计已经包含了所需的电路。
开关稳压器可能需要外部元件来实现稳定输出电压。
综上所述，线性稳压器是一种常见的稳压器类型，它通过调整输入电压来实现稳定输出电压。
线性稳压器ldo的原理与应用
线性稳压器LDO的原理与应用1. 简介线性稳压器(LDO)是一种常用的电压稳定器，用于将不稳定的输入电压转换为稳定的输出电压。
本文将介绍LDO的原理和应用。
2. 原理LDO通过使用内部或外部的变压器和稳压电路来提供稳定的输出电压。
其原理如下：•输入滤波：输入端通过电容和电阻组成的滤波电路来过滤输入电压中的高频噪声。
•功率晶体管：LDO内部包含一个功率晶体管，用于控制电流流过稳压电路。
功率晶体管的导通和截止状态由稳压电路控制。
•稳压电路：稳压电路通常由差分放大器、参考电压和反馈电路组成。
稳压电路将输出电压与参考电压进行比较，并根据比较结果调整功率晶体管的导通和截止状态，以维持输出电压的稳定性。
•输出滤波：输出端通过电容和电阻组成的滤波电路来过滤输出电压中的高频噪声。
3. 优点LDO相较于其他类型的电压稳定器，具有以下优点：•低压差：LDO的输入和输出电压之间的差异较小，这意味着输出电压能够更接近输入电压。
•低噪声：LDO通常具有较低的输出电压噪声水平，适用于噪声敏感的应用。
•快速响应：LDO对输入电压的变化能够快速响应，输出电压变化较小。
•方便使用：LDO一般只需要少量的外部元件即可工作，简化了电路设计过程。
4. 应用LDO广泛应用于各种电子设备中，例如：•移动设备：LDO用于为移动设备提供稳定的电源。
•通信设备：LDO用于为通信设备提供稳定的电源。
•工业控制系统：LDO用于为工业控制系统提供稳定的电源。
•医疗设备：LDO用于为医疗设备提供稳定的电源。
•车载电子：LDO用于为车载电子提供稳定的电源。
5. 选型考虑因素在选择LDO时，有几个因素需要考虑：•输入电压范围：确定LDO是否能够适应特定的输入电压范围。
•输出电压范围：确定LDO是否能够提供所需的输出电压范围。
•线性调整速度：确定LDO是否具有足够快的响应速度以适应输入电压的快速变化。
•效率：确定LDO的效率水平，以确定其对系统的功耗影响。
•温度稳定性：确定LDO在不同温度下输出电压的稳定性。
LDO设计基础知识
LDO设计基础知识LDO（Low Dropout）是一种线性稳压器，用于滤除电压波动和保持稳定的输出电压。
它是一种常见的电子元件，常用于电源转换电路和其他电路中，具有以下几个重要特点：1.低压差：LDO可以在输入电压与输出电压之间产生极低的压差。
这意味着输入电压可以在有限范围内变化，而输出电压仍然保持稳定。
通常，LDO的压差在0.1V至0.5V之间。
2.高精度：LDO可以提供高精度的输出电压。
它可以提供常见的电压值，如3.3V、5V等，并且通常输出电压的波动范围非常小，可达0.01V以下。
3.低噪声：LDO具有低噪声性能，可以减少电源电压噪声对系统性能的影响。
这对于一些对噪声敏感的应用非常重要，如通信设备、音频设备等。
4.快速响应：LDO具有快速响应的特点，它可以在输入电压发生变化时，快速调整输出电压以保持稳定。
这对于对电压变化要求较高的应用非常重要。
LDO通常由以下几个主要部分组成：1.参考电压：参考电压是LDO的基准电压，它与输出电压相关。
它可以是内部产生的，也可以是外部输入的。
通常情况下，内部参考电压具有较高的稳定性和准确性。
2.错误放大器：错误放大器用于比较参考电压和反馈电压，并产生误差信号。
如果输出电压低于参考电压，那么错误放大器会对输出进行调整，以增加输出电压；如果输出电压高于参考电压，那么错误放大器会降低输出电压。
3.功率晶体管：功率晶体管（或称为功率开关）是LDO中的关键元件。
它可以调整输出电压，以保持在设定的参考电压附近。
4.反馈网络：反馈网络用于监测输出电压，并将信息反馈给错误放大器。
它通常由电阻和电容组成，用于滤除噪声和稳定输出电压。
在设计LDO电路时，需要考虑以下几个因素：1.载流能力：LDO的载流能力是指它可以提供的最大输出电流。
在选择LDO时，需要确定它是否能够满足应用中的需求，包括最大负载电流和稳定输出电压的要求。
2.效率：LDO的效率是指其输入功率与输出功率之比。
线性稳压器的工作原理及比较
线性稳压器的工作原理及比较
线性稳压器是一种常见的电源稳压器件，其工作原理是通过调整输入电压和输出电压之间的差值来实现稳定输出电压。
具体来说，线性稳压器通过使用一个可变电阻（调节器）来调整输入电压，并将调整后的电压传递给负载，以保持输出电压的稳定。
线性稳压器的比较主要包括以下几个方面：
1. 效率：线性稳压器的效率相对较低，通常在50%到70%之间。
这是因为线性稳压器通过将多余的电压转化为热量来实现稳定输出，因此会有较大的功耗损失。
2. 稳定性：线性稳压器的输出电压稳定性较好，可以在较大负载变化时保持较稳定的输出电压。
然而，由于其工作原理的限制，线性稳压器对输入电压的波动比较敏感，因此对输入电压的稳定性要求较高。
3. 噪声：线性稳压器的输出电压通常具有较低的噪声水平，可以满足对噪声要求较高的应用。
4. 成本：线性稳压器相对于其他稳压器件来说成本较低，因为其结构简单，不需要复杂的控制电路。
总的来说，线性稳压器适用于对输出电压稳定性要求较高、负载变化较大、噪声要求较高的应用场景。
然而，由于其效率较低，对输入电压稳定性要求较高，因此在一些功耗较大、电压波动较大的应用中可能不适用。
线性稳压器基础知识
1 稳定区域
0.1
.01
0
10
20
30
40
50
负载电流 (mA)
LP2982 的 ESR 范围
16
为什么高 ESR 会使 LDO 不稳定？
• 高 ESR 将零点移至一个 较低的频率
• 这增大了环路带宽，因而 允许极点 PPWR 在 0 dB 频 率之前增加更多的相移
• 由其他极点产生的相移 （图中未示出）使得 >10Ω 的 ESR 值往往会造成环 路的不稳定
ZERO PPWR
0
相位
带有
裕量 = 70°
零点
-90
没有
零点
-180 10
100
1K
10K 100K 1M 10M
频率 (Hz)
ESR 零点可稳定 LDO
12
由前馈电容器产生的相位超前
• CF 和 R1 形成了一个零点：
– FZ = 1 / (2π x R1 x CF)
• 不幸的是，它们也产生了一 个极点：
6
负载电流变化的简单模型
• 对于第二个例子，我们将负载电流从 50mA 变为 500mA，并计算串联传输元件 RPASS 所需的数值。
– VIN= 12V – VOUT= 5V – ILOAD= 500 mA
• 当 VIN= 12V 和 VOUT= 5V 时，RPASS 两端的电压 = (12V - 5V) = 7V
• 该零点增加了大约 +81° 的正相移（在 0 dB 下）
• 该零点使 0 dB 下的总相移 回复至 -110°
• 相位裕量增加至 +70°，因 此环路是稳定的
相移 (DEG)
环路增益 (dB)
LDO的基础知识和选用
LDO的基础知识和选用低压差线性稳压器 (LDO) 的基本原理及选用原则电源是各种电子设备必不可缺少的组成部分，其性能的优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作。
目前常用的直流稳压电源分线性电源和开关电源两大类，由于开关电源内部关键元器件工作在高频开关状态，本身消耗的能量很低，开关电源效率可达 80%~90% ，比普通线性稳压电源提高近一倍，目前已成为稳压电源的主流产品。
本文介绍一种应用低压差线性稳压器 (LDO) 优化开关电源的设计方案，并对该方案的可行性通过实验加以验证。
LDO 的基本原理低压差线性稳压器 (LDO) 的基本电路如图 1 所示，该电路由串联调整管 V T 、取样电阻 R 1 和 R 2 、比较放大器 A 组成。
图 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 U ref 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 U out 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 U out 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。
应当说明的是，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 的选用原则1. 输入输出电压差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前提下，该电压差越低，线性稳压器的性能越好。
比如， 5.0V 的低压差线性稳压器，只要输入 5.5V ，就能使输出电压稳定在 5.0V 。
2. 最大输出电流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。
线性稳压器的基础
线性稳压器又称为三引脚稳压器或降压器等，由于电路简单而容易使用，是许多设计者以前早就耳熟能详的电源。
过去由分立器件所构成，IC化普及后变得既简便又小型，被使用在各种不同电源的应用中。
近年电子设备要求必须具有高效率，需要大输出功率的设备逐渐以开关电源为主流，不过简单又省空间且低噪声的线性稳压器则是哪里都用得到的电源。
本项从线性稳压器的工作原理开始，说明其主要规格与热计算。
线性稳压器基本上由输入、输出、GND引脚所构成，可变输出则在此增加反馈输出电压的反馈（feed back）引脚(参考图1)。
线性稳压器内部电路概述如图2所示。
基本上由误差放大器（误差检测用运算放大器）、基准电压源、输出晶体管所构成。
输出晶体管虽用Pch MOSFET，但也可使用Nch的MOSFET、双极的PNP、NPN晶体管。
图2:内部电路概述工作是完全模拟，是使用了运算放大器基本控制电路之一，即反馈（feed back）环路。
输入或负载变动后，即使输出电压开始变动，误差放大器也会连续比较来自稳压器输出电压的反馈电压和基准电压，调整功率晶体管使差分为零，将VO维持恒定。
这是反馈环路控制稳定化（调节）。
具体上如前所述，误差放大器非反转引脚的电压由于经常与VREF相同，故流向R2的电流将会恒定。
流向R1和R2的电流通过REF÷R2可以求得，故Vo将为此电流×（R1＋R2）。
这就是欧姆定律，公式如下：关键要点:・使用误差放大器的反馈环路控制让线性稳压器的输出稳定。
线性稳压器的电路构成虽然基本上为图5的反馈环路电路，不过压差电压会因输出晶体管种类而异。
标准型和LDO型有极大不同，而LDO型中更可分为3种。
使用双极NPN晶体管的LDO虽然品种不太多，但可以处理大电流。
甚至可达10A之高，但压差电压则为1V～2V以下，在LDO 中为高压类。
双极PNP晶体管的LDO目前是双极系LDO主流。
起初很难克服启动时的浪涌电流或电流容量问题，不过已逐渐改善。
线性稳压器的基本类型
线性稳压器的基本类型线性电压稳压器的分类线性电压稳压器是按照导通组件技术进行分类，包括：NPN-Darlington、NPN、PNP、PMOS 及 NMOS 稳压器。
表 1 显示不同的类型以及一般最小电压差与静态电流特性。
PNP 双极体晶体管一般被运用于低压降的应用，主要是因为这类晶体管很容易就能够达到低压降，然而，它会产生高静态电流，而且效率不高，因此不适用于以发挥最高效率为首要考虑的应用。
PMOS 装置经过大量心力的开发，目前的效能已超越大多数的双极体装置。
NMOS 导通组件的最大优势是它的电阻不高，不过，闸极驱动的困难却使得这类导通组件在应用中显得并不理想。
NMOS LDO （如TPS74901）能够在 3A 输出电流的情况下达到120mV 最小电压差。
与 PMOS 拓朴装置不同的是，输出电容器对于回路稳定性的影响不大。
不论是搭配多颗电容器或甚至不搭配电容器，德州仪器推出的多款 NMOS LDO 都能稳定的运作。
NMOS的瞬时响应也优于PMOS 拓朴，对于低输入电压的应用更是如此。
Circuit Operation:The load current is sensed by the 'I SENSE' resistor, which develops a voltage that is directly related to the current.This voltage is level shifted (and amplified) by the differential amplifier.The voltage at the output of the differential amplifier is a ground-referenced signal that is proportional to the load current.This 'load current' signal coming from the differential amplifier is applied to the inverting input of the current limit error amplifier,while the non-inverting input is connected to a reference voltage.The value of this reference voltage would be equal to thevoltage at the output of the differential amplifierwhen the regulator is driving maximum current (at the current limit point).Note that as long as the load current is below the limit threshold, the output of the current error amplifier is high (and the voltage error amplifier keeps the regulator in constant voltage mode).When the load current reaches the limit threshold, the output of the current error amplifier drops lowand starts sinking current away from the output of the voltage error amplifier (this puts the regulator in constant current mode).When current limiting occurs, the regulator output voltage will drop below its nominal value,which will be sensed by the voltage error amplifier as an undervoltage condition.The voltage error amplifier will drive its output high in an attempt to raise the output voltage,but the current error amplifier can sink all of the current coming from the voltage error amplifier.Like the thermal limiter, the current limiter overrides the voltage error amplifier to prevent damage to the IC.The load line shown in Figure 8 illustrates how the output voltage is held constant up to the point where the load current reaches the limit value,where the regulator crosses over into constant current mode.When operating in constant current mode, the IC regulates the load current to the 'limit' value,which means the output voltage may be any value down to zero volts.It should be made clear that the thermal limiter can always override the current limiter,and can reduce the output voltage and current to any value necessary to maintain a junction temperature of about 160°C.For example, if the LP2952 (which is rated for 250 mA) is shorted from the output to ground,a current will flow from the output which is greater than 250 mA but less than 530 mA (see 'Current Limit specification on the data sheet).However, if the input voltage is high enough to generate sufficient power to activate the thermal limiter,that current will drop off as the LP2952 regulates its die temperature to about 160°C.Important:Current limit circuits are (by necessity) very high-speed circuits, and input bypass capacitors on the regulator are always recommended to prevent possible device failure due to interaction with the input source impedance.Super beta PNP CircuitryThe simplified schematic diagram of Micrel’s medium and high current monolithic LDOs appears as Figure 4-1.The high current path from input to output through the pass transistor is in bold.The bandgap reference and all other circuitry is powered via the Enable Circuit, which allows for “zero” current draw when disabled.The reference voltage is compared to the sampled outputvoltage fed back by R1 and R2.If this voltage is less than the bandgap reference, the op amp output increases.This increases the current through driver transistor Q2, which pulls down on the base of Q1, turning it on harder.If Q1’s base current rises excessively, the voltage drop across R3 enables Q3, which in turn limits the current through Q2.Die temperature is monitored, and if it becomes excessive, the thermal shutdown circuit activates, clamping the base of Q2 and shutting down Q1.The flag circuit looks at the output voltage sample and compares it to a reference set 5% lower.If the sample is even lower, the flag comparator saturates the open collector flag transistor, signaling the fault condition.Dropout VoltageThe Super beta PNP family of low-dropout regulators offers typical dropout voltages of only 300mV across the output current range.This low dropout is achieved by using large and efficient multicelled PNP output transistors, and operating them in their highbeta range well below their capacity.Dropout voltage in the Super beta PNP regulators is determined by the saturation voltage of the PNP pass element.As in all bipolar transistors, the saturation voltage is proportional to the current through the transistor.At light loads, the dropout voltage is only a few tens of millivolts. At moderate output currents, the dropout rises to 200 to 300mV.At the full rated output, the typical dropout voltage is approximately 300mV for most of the families.Lower cost versions have somewhat higher dropout at full load, generally in the 400 to 500mV range.The data sheet for each device graphs typical dropout voltage versus output current.Ground CurrentMicrel’s Super beta PNP process allows these high current devices to maintain very high transistor beta—on the order of 100 at their full rated current.This contrasts with competitive PNP devices that suffer with betas in the 10 to 30 range. This impacts regulator designs by reducing wasteful ground current.Micrel’s beta of 100 translates into typical full load ground currents of only 1% of your output.The data sheet for each device graphs typical ground current versus output current.When linear regulators approach dropout, generally due to insufficient input voltage, base drive to the pass transistor increases to fully saturate the transistor.With some older PNP regulators, the ground current would skyrocket as dropout approached.Micrel’s Super beta PNP regulators employ saturation detection circuitry which limits base drive when dropout-induced saturation occurs, limiting ground current.Fully ProtectedMicrel regulators are survivors. Built-in protection features like current limiting, overtemperature shutdown, and reversed-input polarity protection allow LDO survival under otherwise catastrophic situations.Other protection features are optionally available, such asovervoltage shutdown and a digital error flag.Current LimitingCurrent limiting is the first line of defense for a regulator.It operates nearly instantaneously in the event of a fault, and keeps the internal transistor, its wire bonds,and external circuit board traces from fusing in the event of a short circuit or extremely heavy output load.The current limit operates by linearly clamping the output current in case of a fault.For example, if a MIC29150 with a 2A current limit encounters a shorted load, it will pass up to 2A of current into that load.The resulting high power dissipation (2A multiplied by the entire input voltage) causes the regulator’s die temperature to rise,triggering the second line of defense, overtemperature shutdown.Overtemperature ShutdownAs the output fault causes internal dissipation and die temperature rise, the regulator approaches its operating limits.At a predetermined high temperature, the regulator shuts off its pass element, bringing output current and power dissipation to zero.The hot die begins cooling. When its temperature drops below an acceptable temperature threshold, it automatically re-enables itself.If the load problem has been addressed, normal operation resumes.If the short persists, the LDO will begin sourcing current, will heat up, and eventually will turn off again.This sequence will repeat until the load is corrected or input power is removed.Although operation at the verge of thermal shutdown is not recommended,Micrel has tested LDOs for several million ON/OFF thermal cycles without undue die stress.In fact, during reliability testing, regulators are burned-in at the thermal shutdown-cycle limit.Reversed Input PolarityProtection from reversed input polarity is important for a number of reasons.Consumer products using LDOs with this feature survive batteries inserted improperly or the use of the wrong AC adapter.Automotive electronics must survive improper jump starting.All types of systems should last through initial production testing with an incorrectly inserted (backward) regulator.By using reversed input protected regulators, both the regulator and its load are protected against reverse polarity, which limits reverse current flow.Overvoltage ShutdownMost Micrel LDOs feature overvoltage shutdown.If the input voltage rises above a certain predetermined level, generally between 35V and 40V, the control circuitry disables the output pass transistor.This feature allows the regulator to reliably survive high voltage (60V or so—see the device data sheet for the exact limit) spikes on the input regardless of output load conditions.The automotive industry calls this feature “Load-Dump Protection”1 and it is crucial to reliability in automotiveelectronics.Many of Micrel’s regulator families offer a version with a digital error flag output.The error flag monitors the output voltage and pulls its open collector (or drain) output low if the voltage is too low.The definition of “too low” ranges from about –5% to –8% below nominal output, depending upon the device type.The flag comparator is unaffected by low input voltageor a too-light or too-heavy load (although a too-heavy load generally will cause the output voltage to drop, triggering the flag).The most attractive device for the external pass element isthe N-channel power MOSFET (see Figure 4-5).Discrete N-channel MOSFET prices continue to decrease(due to high volume usage),and the race for lower and lower ON resistance works in your favor.The N-channel MOSFET, like the P-channel MOSFET, reduces ground current.With device ON resistance now below 10mW, dropout voltages below 100mV are possible with output currents in excess of 10A.Even lower dropouts are possible by using two or more pass elements in parallel.Unfortunately, full gate-to-source enhancement of the N-channel MOSFETrequires an additional 10V to 15V above the required output voltage.Controlling the MOSFET’s gate using a second higher voltage supply requires additional circuitry and is clumsy at best.“线性”串联稳压器（见图1）通常包括一个基准电压源、一个比例输出电压与基准电压比较环节、一个反馈放大器和一个串联调整管组成（双极型晶体管或FET 管）组成，用放大器控制稳压器的压降维持要求的输出电压值。
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• 当流过 RPASS 的电流 = ILOAD = 50 mA时，RPASS 所需的 电阻 = (17V / 50mA) = 340 Ω
8
控制环路
• 如前面所述，当工作条件发生变化时，串联传输元件 RPASS 的电阻也需要做出改变。
– FP = 1 / (2π x R1//R2 x CF)
13
CF 正相位超前与VOUT 的关系
• 可能的最大相位超前取决于：
– VOUT/VFB 比 – 零点频率 FZ 相对于单位增益的位置
正相移 (DEG)
60 50 40 30 20 10 0.01
VOUT= 12V VOUT= 5V
VOUT= 3.3V
线性稳压器基础知识
2.1 线性稳压器的种类
什么是线性稳压器？
• 线性稳压器的工作原理是：采用一个压控电流源以强制 在稳压器输出端上产生一个固定电压。控制电路连续监 视（检测）输出电压，并调节电流源（根据负载的需求）以 把输出电压保持在期望的数值。
• 电流源的设计极限限定了稳压器在仍然保持电压调节作 用的情况下所能供应的最大负载电流。
• 基本的（一阶）线性稳压器可以模拟
为两个电阻器和一个用于 源。
VIN
的电
• 现实中，唯一恒定的参数是输出电压 V将O会UT不。所断有地其改他变的。 参数都可以、而且
• 输入电压可能会由于外界的干扰而 变化，而负载电流也许会因为负载运 行状况的动态变化而发生改变。
• 这些变量的变化可能会全部同时发 生值应，所地而需改用的变于。R将PASVSO的UT数保值持也在将一必个需恒相定
• 反馈用于控制传输晶体管至负载的电流
VIN C IN
PASS TRANSISTOR
R1
ERROR AMP
C OUT
VREF
R2
V OUT R
LOAD
3
线性稳压器拓扑
VDO = 2VBE + VSAT
VIN
VOUT
VOLTAGE CONTROL
GND
NPN DARLINGTON
VDO = VSAT
ZERO PPWR
0
相位
带有
裕量 = 70°
零点
-90
没有
零点
-180 10
100
1K
10K 100K 1M 10M
频率 (Hz)
ESR 零点可稳定 LDO
12
由前馈电容器产生的相位超前
• CF 和 R1 形成了一个零点：
– FZ = 1 / (2π x R1 x CF)
• 不幸的是，它们也产生了一 个极点：
• 输出电压采用一个反馈环路进行控制，其需要某种类型 的补偿以确保环路稳定性。大多数线性稳压器都具有内 置补偿源自能电路，无需外部组件就能保持完全稳定。
• 某些稳压器（比如：低压降型）则确实需要在输出引脚和 地之间连接一些外部电容以确保稳压器的稳定性。
2
线性稳压器操作
• 电压反馈负责对输出进行采样，R1 和 R2 可以内置 或外置
一个零点，其频率为：
用于说明 ESR 的电容器
– FZERO = 1/(2 x COUT x ESR)
• 该零点增加了正相移，可对 LDO 环路中的两个低频 极点之一进行补偿
11
采用 COUT ESR 实现 LDO 的稳定
• 当输出电容器 ESR 为 1Ω 时，它在 16 kHz 频率上增 加了一个零点
• 当流过 RPASS 的电流 = ILOAD = 500 mA 时，RPASS 所需 的电阻 = (7V / 500mA) = 14 Ω
7
输入电压变化的简单模型
• 对于第三个例子，我们将输入电压从 12V 变为 22V，并 计算串联传输元件 RPASS 所需的数值。
– VIN= 22V – VOUT= 5V – ILOAD= 50 mA
6
负载电流变化的简单模型
• 对于第二个例子，我们将负载电流从 50mA 变为 500mA，并计算串联传输元件 RPASS 所需的数值。
– VIN= 12V – VOUT= 5V – ILOAD= 500 mA
• 当 VIN= 12V 和 VOUT= 5V 时，RPASS 两端的电压 = (12V - 5V) = 7V
VIN
VOUT
VOLTAGE CONTROL
GND
PNP LDO
VDO = VBE + VSAT
VIN
VOUT
VOLTAGE CONTROL
GND
NPN QUASI-LDO
VDO = RON X I LOAD
VIN
P-FET
VOUT
VOLTAGE CONTROL
GND
P-FET LDO
4
简单的模型
• 该零点增加了大约 +81° 的正相移（在 0 dB 下）
• 该零点使 0 dB 下的总相移 回复至 -110°
• 相位裕量增加至 +70°，因 此环路是稳定的
相移 (DEG)
环路增益 (dB)
80
PL
60
P1
40
20
R L =100 Ohm 0 C OUT = 10 µF
ESR = 1 Ohm
-20
• 这是利用一个控制环路实现的。 • 误差放大器监视采样输出电压，将之与一个已知的
基准电压进行比较，并主动地调整 RPASS 以保持 VOUT 的恒定。
– 所有线性稳压器的一个共同特性是其在负载电流需求发 生变化之后需要一定的时间去“校正”输出电压。
– 这种“时滞”限定了被称为瞬态响应的特性，此特性反映了 稳压器在负载变化之后能够以多快的速度恢复稳态运作。
0.1 fzf / fc 1.0
5
带数值的简单模型
• 对于第一个例子，我们将分配典型的操作值并计算串联 传输元件 RPASS 所需的数值。
– VIN = 12V – VOUT= 5V – ILOAD = 50 mA
• 当 VIN= 12V 和 VOUT= 5V 时，RPASS 两端的电压 = (12V - 5V) = 7V
• 当流过 RPASS 的电流 = ILOAD = 50 mA 时，RPASS 所需 的电阻 = (7V / 50mA)= 140 Ω
9
具有控制环路模块的简单模型
• 这里增加了“简单”的模块以说明所有线性稳压器的 4 个 基本组成部分： 1) 串联传输元件 2) 误差放大器 3) VOUT 采样网络 4) 基准电压
10
给 LDO 环路增添一个零点
• 所有的电容器都具有一个
等效串联电阻 (ESR)
ESR
C
• ESR 给 LDO 环路添加了