LDO电路设计规范
分立元件ldo电路设计
分立元件ldo电路设计LDO电路的设计需要考虑以下几个方面:输入电压范围、输出电压值、负载能力、线性度、稳定性和功耗等。
在设计过程中,可以采用分立元件来实现LDO电路,其中包括三极管、电阻和电容等。
选择适当的三极管作为LDO电路的关键元件。
三极管的基本特性是将输入电压通过放大转换为输出电压。
在LDO电路中,三极管起到了稳压的关键作用。
选择合适的三极管需要考虑其最大电流、最大功耗、最小压降和最小漏电流等参数。
根据设计要求确定输出电压值。
LDO电路的输出电压通常比输入电压低一些,以实现稳定的电压输出。
可以通过调整三极管的工作状态来实现所需的输出电压。
此外,还可以添加电阻和电容等元件来实现更精确的稳压效果。
接着,考虑LDO电路的负载能力。
负载能力是指LDO电路能够提供的最大输出电流。
在设计过程中,需要根据实际应用场景来确定所需的负载能力,并选择合适的三极管和辅助元件来满足要求。
然后,需要考虑LDO电路的线性度和稳定性。
线性度是指输出电压与输入电压之间的变化关系,稳定性是指输出电压在负载变化或输入电压波动时的稳定程度。
为了提高线性度和稳定性,可以采用负反馈的控制方式,通过反馈电路来自动调整三极管的工作状态,使输出电压保持稳定。
需要考虑LDO电路的功耗。
功耗是指电路在工作过程中消耗的电能。
为了降低功耗,可以选择低功耗的三极管和辅助元件,并且合理设计电路结构和控制方式。
设计一个分立元件的LDO电路需要考虑输入电压范围、输出电压值、负载能力、线性度、稳定性和功耗等因素。
通过选择合适的三极管和辅助元件,并合理设计电路结构和控制方式,可以实现稳定的低压差线性稳压器电路。
这样的电路在各种电子设备中广泛应用,可以提供稳定可靠的电源供给。
ldo电路设计
ldo电路设计PID控制器和LDO电路设计1、PID控制器的基本原理及编程PID控制器是一种解决工业过程、控制问题,及其它稳定制动系统的经典控制策略,略微复杂但又具有卓越性能。
PID控制器通过检测函数,并同时把该检测函数中的偏差给反馈到系统中,以此达到指定设定值的目标。
PID控制器在运行过程中,使得误差越来越小,从而实现稳定控制,维持系统性能的稳定性。
PID控制器通过三个参数来进行编程,即比例常数、积分常数和微分常数。
这三个常数的设定是根据PID控制系统的特征和性能目标要求,并最终使得整个控制系统获得最佳性能而确定的。
2、LDO(低压差稳压器)电路LDO(Low Drop Out)是为了解决普通稳压器在输出电压接近最小电源电压时表现出的低效率的问题而发明的电压调节器的一种。
LDO的原理是将输入电压的一部分引入,从而使得输出电压与最小电源电压的差值,即两者的所谓的“电压差”,降低到最小,低至几乎为0的(很少有几乎为0的,但离0也很近)情况!也就是由于输入和输出电压的“电压差”变小而提高效率,改善稳压器表现的有力手段。
3、PID控制器与LDO电路设计PID控制器在某些复杂情况下控制较为合理,但要求运算能力较高。
另外,电路的效率比较依赖于模块的精度。
此外,PID控制器的效率也与参数的设定和编程方式密切相关。
LDO电路属于常用的稳压电路设计技术,可以充分利用输入电压,从而提高效率,这是普通稳压电路所不具备的。
针对一些低功耗电路,使用LDO电路能获得高效低功耗的稳定性能。
基于以上两种电路设计技术,将它们结合运用可以达到良好的效果。
PID控制器主要负责系统的收敛性能,而LDO电路可以增加输入源的使用效率,综合运用可以减少系统运行的功耗、提高系统的收敛速度和稳定性能等。
此外,LDO电路也可以持续向负载供电,从而最大程度地减少PID 控制器的稳定性影响。
ldo误差放大器电路设计
ldo误差放大器电路设计LDO误差放大器电路设计。
别急着皱眉头,我知道这听起来有点技术宅,但其实这玩意儿在我们的日常生活中无处不在,手机、电脑、各种电子设备里都有它的身影。
咱们得搞清楚,LDO是啥?LDO,全名叫低压差线性稳压器,它的工作就是给电子设备提供稳定、准确的电压。
就像我们家里的水管,不管外面风多大,雨多急,水龙头里流出的水压总是那么稳定,LDO就是电子设备中的“水龙头”。
误差放大器在这个过程中扮演什么角色呢?简单来说,误差放大器就是LDO的“眼睛”,它用来检测输出电压和我们想要的电压之间有没有差距,如果有,就告诉LDO去调整,直到输出电压和我们想要的一样。
设计一个LDO误差放大器电路,首先得从选型开始。
就像买衣服,得先知道自己的尺码,设计电路也得先确定你的设备需要什么样的LDO。
不同的LDO有不同的特性,比如输出电流大小、压差大小、负载调整率等等。
选好了LDO,接下来就是设计误差放大器电路了。
误差放大器通常由一个运算放大器和一些电阻、电容组成。
运算放大器,你可以理解为一个非常精确的放大器,它能把微小的电压差放大,然后反馈给LDO,让LDO知道怎么调整。
设计的时候,我们得考虑很多东西,比如放大倍数、稳定性、频率响应等等。
这就像是调酒,各种配料的比例、顺序、时间都得恰到好处,才能调出一杯好酒。
接下来,我们得考虑电路的补偿。
补偿就像是给电路加个“减震器”,防止电路在某些情况下出现振荡或者不稳定。
这通常需要在误差放大器的反馈回路中加一些特殊的电路,比如米勒补偿。
设计好了电路,接下来就是实际搭建和调试了。
这就像是按照菜谱做菜,菜谱写得再好,也得实际操作才能知道味道如何。
搭建电路的时候,我们得注意焊接的质量、元件的布局、电源的稳定性等等。
调试电路,就像是品尝和调整菜肴的味道。
你得用各种仪器去测量电路的性能,看看输出电压稳不稳定,响应速度快不快,功耗大不大等等。
如果发现问题,就得回到设计阶段,调整参数,甚至改变电路结构。
LDO芯片设计报告及电路分析报告
LDO芯片设计报告及电路分析报告设计目标:设计一个低压差线性稳压(LDO)芯片,用于将高输入电压稳定得到较低的输出电压。
设计的芯片需要满足以下要求:1.输入电压范围:3.6V-5.5V;2.输出电压:1.8V;3.最大输出电流:500mA;4.压差降额:小于100mV。
电路分析报告:设计基于CMOS技术的低压差线性稳压器(LDO)电路。
LDO电路是一种高效、低功耗的电压稳定器,通常用于将高电压稳定为较低的输出电压。
输入级用于将输入电压进行降压,限制在设计范围内。
该部分采用了二级降压技术,通过两个MOSFET管的级联来达到较低的压差。
通过选择合适的电阻和MOSFET尺寸,使得输入电压能够稳定地通过输入级。
差动放大器用于将误差放大器的输出电压与参考电压进行比较。
参考电压通过一个电阻分压电路生成,该电压稳定,并且与输出电压一致。
差动放大器由一个差动对输入级和一个差动放大器组成,该组件保证了稳定性和准确性。
误差放大器是整个LDO电路的核心部分,其功能是检测输出电压与参考电压之间的差异,并产生一个误差信号。
误差放大器的设计考虑到输入偏置电流、增益和频率响应等参数。
功率放大器用于通过驱动输出晶体管来调整输出电压。
该电路部分采用了PMOS和NMOS的级联结构,使功率放大器具有较高的驱动能力和稳定性。
反馈网络用于控制输出电压。
LDO电路通过反馈回路将输出电压与参考电压进行比较,并根据误差信号调整输出电压。
反馈网络由一个电阻和一个电容组成,以达到稳定输出电压的效果。
设计结果:经过仿真和参数调整,我们成功设计和验证了符合要求的LDO芯片。
该芯片能够将输入电压范围为3.6V-5.5V的输入电压稳定为1.8V的输出电压,并能提供最大输出电流为500mA。
芯片设计的压差降额小于100mV,满足了设计要求。
结论:LDO芯片的设计和电路分析过程中,我们充分考虑了输入电压范围、输出电压、输出电流和压差降额等要求。
通过合理选择和优化电路参数,我们成功实现了稳定的输出电压和良好的压差降额。
LDO和三端稳压器选用和设计规范V1.0-1
LDO和三端稳压器选用设计规范温怀林一、 线型稳压器的分类线型稳压器根据其内部电路结构大致分成几种类型:NPN(达林顿管)、LDO、准LDO(quasi-LDO)、PMOS、NMOS。
图1 各类结构的线性稳压器我们平时常用的一般是准LDO和PMOS LDO。
如常见的1117系列、1084系列等都是准LDO,而AP130/RT9172等都是PMOS LDO。
我们在介绍时以LDO为例子来说明线型稳压器的基本工作原理。
二、LDO的基本原理图2 LDO基本原理图低压差线性稳压器(LDO)的基本电路如图2所示,该电路由串联调整管V T、取样电阻R3和R4、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V 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V 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V 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。
可调LDO和固定输出的LDO的区别就在于R3和R4,可调LDO的R3和R4未集成在芯片内部,而要求在外围电路上添加,根据R3和R4的比值来设置输出电压。
固定输出的LDO,其R3和R4是集成在芯片内部的,厂家根据需要的输出值设定R3和R4的值。
图3 可调LDO电路可调LDO的一般输出电压计算公式:V out=Vref*(1+R2/R1)+ Iadj*R2;Iadj的值很小,当R2的值较小时,Iadj*R2值可忽略不计。
但如果R2值较大,那Iadj*R2的值就不能忽略了。
一般稳压器如1117系列的Iadj典型值在50uA 左右,如果R2取值为2K时,电压误差就达到0.1V了。
一般LDO的Vref值为1.25V,也有一些会有不同。
ldo恒流源电路
ldo恒流源电路LDO恒流源电路是一种常见的直流电压稳压电路,它具有低噪声、高稳定性、低功耗等优点,被广泛应用于各种电子设备中。
LDO恒流源电路的基本原理是利用反馈控制来保持输出电流的稳定。
该电路包括一个参考电压源、一个误差放大器、一个功率管和一个电感。
其中,参考电压源提供一个稳定的参考电压,误差放大器用于比较输出电压和参考电压之间的差异,功率管用于控制电流的输出,电感则用于储存能量和稳定输出电流。
LDO恒流源电路的设计要点包括以下几个方面:参考电压源的设计参考电压源是LDO恒流源电路的核心部分,它提供了一个稳定的参考电压,用于控制输出电流的稳定。
常用的参考电压源有齐纳二极管、带隙基准电压源等。
误差放大器的设计误差放大器用于比较输出电压和参考电压之间的差异,并将该差异转化为电流信号,用于控制功率管的导通程度。
误差放大器的设计需要考虑到增益、带宽、共模抑制比等因素。
功率管的设计功率管用于控制输出电流的大小,需要根据负载的需求进行选择。
功率管的种类包括MOSFET、BJT等,需要根据具体情况进行选择。
电感的设计电感用于储存能量和稳定输出电流。
电感的大小需要根据输出电流的大小、负载的特性等因素进行选择。
反馈环路的设计反馈环路用于稳定输出电流,需要考虑到环路稳定性、响应速度等因素。
反馈环路的设计需要考虑到误差放大器、功率管、电感等因素。
LDO恒流源电路是一种常见的直流电压稳压电路,具有低噪声、高稳定性、低功耗等优点,被广泛应用于各种电子设备中。
设计LDO 恒流源电路需要考虑到参考电压源、误差放大器、功率管、电感等因素,并需要进行反馈环路的设计和调整。
ldo串联nmos管防止短电源的电路设计
ldo串联nmos管防止短电源的电路设计说到LDO(低压差稳压器)串联NMOS管防止短电源的电路设计,其实这个话题一听就有点让人头大,咋说呢?电路嘛,搞得复杂点,大家就开始晕头转向了。
但是,没关系,我给你捋一捋,保准让你一看就懂,不信你就听我细细道来。
LDO这玩意儿,简单来说就是个电源稳压器,专门用来把不稳定的电压“压”成一个稳定的输出。
说白了,它就像电压的“护航员”,从大风大浪中保护我们的电路。
可是,很多时候,这种稳压器总是会出一些小差错。
啥差错呢?就是短路!对,你没听错,电路短路,它就有可能损坏整个电源系统,甚至直接把咱们的电路弄得“挂掉”。
这可不行,谁也不想自家电路一炸成“火锅”,是吧?好,问题来了,咱们怎么防止短电源呢?这时候,LDO和NMOS管就派上用场了。
说白了,NMOS管就像个电路里的“保安”,它的作用就是保护咱们的电源,防止电流流到不该去的地方,特别是当出现短路的情况时,它能第一时间“出手”阻止电流肆意妄为。
想象一下,NMOS管像一个大力士,见到坏人(就是短路),直接把它“扑倒”,然后把电源守得牢牢的。
但这可不简单,怎么能让这个NMOS管在合适的时候跳出来呢?嗯,这就得靠LDO的设计了。
LDO串联NMOS管后,它们就成了一对“好搭档”。
LDO负责在正常工作时稳定输出电压,而NMOS管则在LDO的指挥下守住电源的“门户”。
当LDO发现电源出现异常,比如电压异常低或者短路时,NMOS管立马“亮剑”,把电流的流向给切断,阻止电源被打乱。
这一招,就是防止短电源的一剂“良方”。
但如果只靠NMOS管和LDO,也未必是百分百稳妥的。
毕竟电路设计中有各种各样的干扰因素,比如外部的噪声、电流波动等等。
就像你去参加一个集会,总会有一些人站出来“闹事”,这时候你得有一个“主心骨”来“镇场”。
这个主心骨是什么?那就是整个电路的整体布局和设计。
比如,合理的接地,精准的电流控制,甚至是选择合适的元件,都能让NMOS管和LDO更好地配合,达到防短电源的效果。
负压ldo设计要点
负压ldo设计要点
负压LDO(Low Dropout)稳压器是一种常见的电压稳定器,其设计要点包括以下几个方面:
1. 工作原理,负压LDO的工作原理是通过一个PNP型晶体管来实现负压差。
当输入电压高于输出电压时,PNP型晶体管会将多余的电压转化为电流,从而实现负压稳压。
2. 稳压性能,在设计负压LDO时,需要考虑其稳压性能,包括输出电压的稳定性、负载调节能力、线性度等指标。
稳压性能的好坏直接影响到稳压器的实际应用效果。
3. 输入输出电容,为了提高LDO的稳定性和抑制噪声,通常需要在输入端和输出端加入适当的电容。
输入电容可以减小输入电压的纹波,输出电容可以提高负载调节能力和抑制输出纹波。
4. 过压保护,为了保护负压LDO不受输入电压过压的损害,设计中需要考虑过压保护电路的设计,以确保LDO在过压情况下能够正常工作并不受损。
5. 热稳定性,负压LDO在工作时会产生一定的热量,设计时需
要考虑散热和热稳定性,以确保在各种工作环境下都能够正常工作。
6. 超低功耗,随着电子设备对功耗要求的不断提高,设计负压LDO时需要考虑其在轻负载和断续工作状态下的超低功耗特性,以
满足节能环保的要求。
总之,设计负压LDO需要综合考虑稳压性能、过压保护、热稳
定性、超低功耗等多个方面,以确保稳压器在各种工作条件下都能
够可靠稳定地工作。
ldo外围电路设计
ldo外围电路设计LDO (Low Drop Out)是一种线性稳压电路,它可以将高电压转换为稳定的低电压输出。
在现代电子设备中,LDO 作为用于稳定芯片电源的最常见类型的稳压器之一,被广泛应用和使用。
在LDO外围电路设计中,需要注意以下几个关键点:1.输出电容选择LDO的稳压性能与负载电容容量密切相关。
一般而言,在LDO内部电路完成稳压之后,输出的电压是通过进出两端的大电容滤波进行稳定的。
因此,对于LDO稳压器来说,输出电容的质量和容量的大小将直接影响电路的稳定性。
在实际应用中,LDO输出电容的选择应根据实际载荷情况进行。
一般来说,可以按照如下规则进行选择:a. 对于电容过小的情况,输出端可能会产生较高的纹波,这将对芯片的性能带来负面影响。
因此,在选择输出电容时,应兼顾电容大小和质量,确保电容能够有效滤波和稳定输出电压。
b. 对于电容过大的情况,LDO输出电压的上升和下降时间将受到限制。
因此,过大电容可能会使得LDO在瞬态响应时出现失调,导致LDO输出电压超过或低于所需的范围。
2.输入电容选择LDO稳压器的功耗一般比其他稳压器低,其输入电容的选择也应合理。
在输入端增加合适的电容,可以提高LDO 的稳定性,减小输入端电压的波动范围,同时还可以过滤噪声。
在进行输入电容选择时,需要考虑输入电容对于LDO 输入端电容的负载产生的影响。
在实际设计过程中,应根据实际工作频率进行电容选择。
3.过热保护和过载保护在LDO外围电路设计中,应当注意过热保护和过载保护的设置。
在实际使用过程中,由于各种原因,LDO可能会超载或超温,从而影响其稳定性和可靠性。
为避免LDO在使用中遭受过载和过热等风险,可以采用如下措施:a.设立超载保护:设定OCP功能,当输出电流超过设定值时,可以自动断开负载电路,保护LDO。
b.设立过热保护:根据实际温度设定LDO超温保护模块,当LDO温度超过一定设定范围时,可以自动关闭输出,保护LDO。
LDO电路原理与设计(一)
LDO电路原理与设计(⼀)本篇博⽂只介绍LDO的重要原理性概念,详细的误差放⼤器、功率管设计,相位补偿下节进⾏介绍。
⼀、LDO的原理话不多说,直接上图:⼆、LDO关键性能参数1、压降:产⽣额定输出电压时,减⼩输⼊电压,输出电压下降到额定输出电压98%时,输⼊输出压差即为dropout电压,我们希望这个电压越低越好。
2、负载调整率反映了输⼊固定情况下,LDO输出电压受负载电流变化的影响,定义公式如下:负载调整率和负载电流范围有关,和LDO本⾝特性也有关,即为输出端的微分电阻:设放⼤器低频增益为A,调整管跨导为gm:得到:根据负载电路表达式,可以看出,负载电流变⼤,gm变⼤,ro表⼩,微分电阻变⼩放⼤器低频增益变⼤,微分电阻变⼤,提⾼了负载调整率。
3、线性调整率反映了负载固定的情况下,输⼊电压对输出电压变化的影响,即主要的影响来⾃,输⼊电压变化,运放输出端电压变化(B),调整管电流变化,环路增益变化,导致输出电压变化。
因此提⾼线性调整率的⽅法就是,提⾼放⼤器地频增益4、瞬态特性LDO的瞬态响应包括两个⽅⾯:⼀是⼤信号响应速度,⼆是⼩信号响应速度,当输出端电流发⽣⼤幅度跳变,电路⾸先发⽣的是⼤信号响应,输出端电压⼤幅度变化,运放发⽣转换,功率管栅极电压缓慢变化,直到电平接近静态数值,电路表现为⼩信号响应,最终输出电压稳定到⼀个固定值。
以下图为例,当负载电流突然变⼤,输出电压在t1时间段有个Vdip的压降,经过t2的时间,由⼤信号响应转换到⼩信号响应,最后t2末端恢复稳定,两种电流下输出电压有Vdiff的差异,是由于LDO有限的负载调整率导致的。
对于驱动数字电路的LDO,瞬态特性是个很重要的指标,因为电源电压有个噪声容限,超出门限会导致逻辑电平判断错误。
LDO的瞬态特性可以从两个⽅⾯考虑,⼀个是负载电流发⽣变化时,输出电压变化量,⼀个是输出电压恢复到额定值所需要的时间。
对于外接⼤电容的LDO,由于电容存储⼤量电荷,充放电电流可以满⾜负载电流的突变,对⽐capless LDO,这是设计难点,有⼀些瞬态增强电路,这⾥不做解释。
ldo设计流程
ldo设计流程LDO(Low Dropout Regulator,低压差线性稳压器)的设计流程主要包括以下步骤:1.确定应用需求:明确LDO的输入电压范围、输出电压范围、负载能力、稳定性和温度系数等要求。
2.选择合适的LDO芯片:根据应用需求,从市场上选择满足要求的LDO芯片,考虑其性能、成本、封装等因素。
3.确定电路拓扑:根据应用需求,选择合适的电路拓扑,如普通LDO、带过压保护的LDO、带电流限制的LDO等。
4.计算电路参数:根据应用需求和LDO芯片的规格书,计算电路参数,如输入电容、输出电容、电感、电阻等。
这些参数的选择需要考虑稳定性、效率和成本等因素。
5.设计输出电压反馈网络电路:根据输出电压的需求,设计合适的输出电压反馈网络电路,以保证输出电压的稳定性和精度。
6.选择合适的芯片封装和计算温升:根据应用需求和空间限制,选择合适的芯片封装,并计算LDO在工作过程中可能产生的温升,以确保其在正常工作范围内。
7.选择输入输出电容:在LDO的输入和输出端添加合适的电容,以提高稳定性和降低噪声。
通常在输入端添加电容可以减少输入电压的噪声和波动,而在输出端添加电容可以减少负载变化对输出电压的影响。
8.参数审查:在完成电路设计后,进行参数审查,确保所有参数都满足应用需求,并进行必要的调整和优化。
9.仿真和测试:使用仿真软件对LDO电路进行仿真,验证电路的性能和稳定性。
在实际应用中,需要进行测试和调整,以确保LDO的性能符合要求。
需要注意的是,LDO的设计流程可能因不同的应用需求和芯片选择而有所差异。
因此,在具体的设计过程中,需要根据实际情况进行适当的调整和优化。
同时,对于电源设计来说,安全性和稳定性是非常重要的考虑因素,因此在设计过程中需要充分考虑这些因素,并进行严格的测试和验证。
ldo恒流源电路
ldo恒流源电路1. LDO(Low Dropout)是指低压差稳压器,它是一种电源管理器件,用于将输入电压稳定地转换为较低的输出电压。
LDO恒流源电路是一种基于LDO的电路设计,用来提供稳定的恒定电流输出。
2. LDO恒流源电路的主要目的是在恒定负载条件下提供稳定的电流输出。
它通常由一个LDO稳压器和一个负载电阻组成。
LDO稳压器负责将输入电压稳定地转换为所需的输出电压,而负载电阻则用来控制输出电流的大小。
3. 在LDO恒流源电路中,LDO稳压器起到了关键的作用。
它通过内部的反馈控制电路来维持输出电压的稳定性。
当输入电压变化或负载电流变化时,LDO稳压器会根据反馈信号来调整其输出,确保输出电压保持在设定值。
4. 负载电阻在LDO恒流源电路中起到了限制输出电流的作用。
通过选择合适的负载电阻值,可以实现所需的恒定电流输出。
负载电阻的值可以根据欧姆定律来计算,即电流等于电压除以电阻值。
5. LDO恒流源电路的优点是具有较低的压差,这意味着输入和输出之间的电压差很小。
这有助于提高效率和稳定性。
另外,LDO恒流源电路还具有较低的噪声和较高的精度,适用于对输出电流稳定性要求较高的应用。
6. 要设计一个LDO恒流源电路,需要考虑几个关键因素。
首先是选择合适的LDO稳压器,它应具有低压差、高效率和良好的负载调整特性。
其次是选择合适的负载电阻,以实现所需的恒定电流输出。
最后是考虑整个电路的布局和散热设计,以确保电路的稳定性和可靠性。
7. 总之,LDO恒流源电路是一种用于提供稳定的恒定电流输出的电路设计。
它由LDO稳压器和负载电阻组成,通过LDO稳压器的内部反馈控制和负载电阻的限制来实现稳定的电流输出。
LDO恒流源电路具有较低的压差、较低的噪声和较高的精度,适用于对输出电流稳定性要求较高的应用。
设计LDO恒流源电路需要考虑选择合适的器件和电阻,并注意布局和散热设计。
LDO与DC-DC电路布局布线的方法-设计应用
LDO与DC-DC电路布局布线的方法-设计应
用
LDO输出纹波较低,成本低,电路结构简单,但是效率不高,即LDO自身产生热量较大。
所以需要着重考虑LDO的散热问题。
市场上有大体积的LDO也有小体积的LDO,对于前者,一般器件底部有一块大的焊盘,与其对应的封装需要进行打孔并阻焊开窗处理,加快散热。
器件附近的地过孔需要靠近大焊盘,同样也是为了加快散热。
对于LDO输入端,过孔靠近输入端口,小电容紧随其后,然后再是大电容。
而对于LDO输出端,先放置大电容,再放置小电容,然后再安放过孔。
为保持输入/输出端流入地的电流平衡,输入和输出端的电容数量保持一致。
LDO输入端的地要与输出端的地连接在一起。
保证电源与地线的宽度足够宽(可以通过工具计算得到),能够承受负载电流。
对于DC-DC电路,利用电感、电容储能功能实现升压或降低,优点是效率较高,散热少,但电路稍微复杂一些,成本也高一些。
滤波电
容、电感布局紧凑一些,可以参考datasheet中的布局安排,布线遵循宽且短的原则。
EN使能引脚、SENSE引脚较为敏感,应该远离高频或大电流的信号。
控制信号的地需要与电源的地分开,需要通过单点接地的方式连接到电源地上。
DC-DC芯片与电感底部不能布线,否则可能会产生更大的干扰。
DC-DC同样需要考虑散热处理,电源和地焊盘需要打孔和阻焊开窗。
本科论文(设计)ldo稳压器的电路及版图设计
LDO稳压器的电路及版图设计摘要随着信息科学的飞速发展,电源IC技术已经变得越来越重要。
在众多的电源技术中,由于低压差线性稳压器(LDO)的体积小、电源抑制比高、功耗小、噪声低及其应用端的电路简单等优点在众多电源IC中,人们的关注度非常普遍。
另外,由于LDO还具备比较好的负载瞬态响应与线性瞬态响应,这些优点使它在各个领域占有非常重要的地位,比如在MP3播放器、无线电话、PDA等电子设备中被广泛应用。
因此,当前电源IC技术领域的研究热点为线性稳压器的设计,具有重要的理论意义和实际应用价值。
文中详细的对LDO线性稳压器的整体电路结构及其工作原理作了简单介绍,并给出了各个主要子模块电路的设计。
另外,保证芯片在正常工作时能够安全,还对限流保护电路和过温保护电路进行了设计。
LDO线性稳压器在设计时的一个很大的难点就是整个系统的稳定性问题,本设计也不例外。
本文的仿真结果均采用Cadence-Spectre仿真工具来完成的,并且本文的版图也是利用Cadence完成的。
在实现匹配过程中,集成电路版图设计是一个非常重要的环节。
一个优秀的版图就可以大大提升一个设计。
关键词:线性稳压器,瞬态响应,稳定性,版图设计大连东软信息学院毕业设计(论文) Abstract LDO Regulator Circuit and Layout DesignAbstractWith the rapid development of information science, power IC technology has become increasingly important. Among the many power technology, due to low dropout linear regulator (LDO) small size, power supply rejection ratio, low power consumption, low noise and its applications side simple circuit in the power supply IC in many people’s attention very common. In addition, due to the LDO also has better load transient response with a linear transient response, these advantages in that it occupies a very important position in various fields, such as MP3 players, wireless phones, PDA and other electronic devices are widely used. Therefore, the current research focus power IC technologies for the linear regulator design has important theoretical and practical value.In detail on the overall LDO linear regulator circuit structure and its working principle is briefly introduced, and the design of each major sub-modules of the circuit. In addition, to ensure that the chip can be safe in normal operation, but also to limit protection circuit and over-temperature protection circuit design. In the design of a great difficulty LDO linear regulator is the stability of the whole system, this design is no exception.The simulation results in this paper are used Cadence-Spectre simulation tools to complete, and the layout of this paper also uses Cadence completed. In the realization of the matching process, IC layout design is a very important part. A good layout can greatly enhance a design.Key words: Linear regulators, Transient response, Stability, Layout目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1背景及意义 (1)1.2LDO的国内外现状 (1)1.3LDO的发展趋势 (2)第2章LDO基本原理及性能参数 (4)2.1LDO的基本原理 (4)2.1.1 LDO的基本结构 (4)2.1.2 LDO的工作原理 (5)2.2LDO的性能参数 (5)第3章LDO的电路构架 (10)3.1构架概述 (10)3.1.1 标准分类 (10)3.1.2 芯片的整体电路 (11)3.2各个子模块的设计 (11)3.2.1 使能控制模块 (11)3.2.2 基准电压模块 (12)3.2.3 过温保护模块 (13)3.2.4 误差放大器模块 (14)3.2.5 限流保护模块 (15)3.2.6 静电释放模块 (16)3.3电路仿真 (16)第4章LDO的版图 (18)4.1集成电路版图设计(LA YOUT)概述 (18)4.2版图设计基本规则 (18)4.2.1 匹配性设计 (18)4.2.1.1 匹配电阻设计 (19)4.2.1.2 匹配电容设计 (19)4.2.1.3 匹配MOS管设计 (19)4.2.2 耦合效应 (20)4.2.3 寄生效应和闩锁效应 (20)4.3模拟电路的版图技术 (21)4.3.1 器件的匹配 (21)4.3.2 天线效应(Antenna effect) (22)4.4版图验证 (25)4.4.1 设计规则检查DRC (25)4.4.2 版图与原理图一致性检查LVS (25)第5章总结 (26)参考文献 (27)致谢 (28)第1章绪论近十几年来,具有低压差、低功耗的LDO(Low Dropout)稳压器被掌上电脑、笔记本电脑、移动电话等便携式设备及医疗、测试仪器的迅猛发展所拉动而快速发展。
ldo的设计..
第1章绪论1.1低压差稳压电源在现实生活中的应用低压差稳压器(LDO)能够在很宽的负载电流和输入电压范围内保持规定的输出电压,而且输入和输出电压之差可以很小。
这个电压差被称为压降或裕量要求,在负载电流为2A时可以低至80mV。
现在,便携设备需要使用的低压差线性稳压器经常多达20个。
最新便携设备中的许多LDO被集成进了多功能电源管理芯片2(PMIC)——这是高度集成的系统,拥有20个或以上的电源域,分别用于音频、电池充电、设备管理、照明、通信和其它功能。
然而,随着便携系统的快速发展,集成式PMIC已经无法满足外设电源要求。
在系统开发的后期阶段必须增加专用LDO来给各种选件供电,如相机模块、蓝牙、WiFi和其它连接模块。
LDO还能用来辅助降低噪声,解决由电磁干扰(EMI)和印刷电路板(PCB)布线造成的稳压问题,并通过关闭不需要的功能来提高系统效率。
1.2低压差稳压电源的发展现状LDO发展概况中国集成电(IC)产业经过40余年的发展,已经形成了一个良好的产业基础,并已经进入了一个加速发展的新阶段。
借鉴国外先进技术,充分利用国内优惠政策,是当前国内各个IC公司发展的立足点。
作为被广泛应用于手机、DVD、数码相机以及Mp3等多种消费类电子产品中的稳压芯片,LDO已引起人们的高度重视。
国内早期从事LDO生产的圣邦微电子有限公司生产的SG2001、SG2002及SG2003系列LDO,足以满足当前市场上主流电压、电流的需要;它的SG2004、SG2011以及SG2012系列产品,非常适合于大电流负载应用;而它的SGM2007/2006/2005系列RF LDO更适用于手机电源的应用。
尽管是国产芯片,但这些芯片的性能丝毫不逊色于国外同类产品,而价格更适合于当前国内市场。
由此看来,国内与国外IC发展的将不会越来越大,每个国人都可以相信,中国不仅可以成为IC产业的新兴地区,更能成为世界IC强国。
1.3低压差稳压电源的发展趋势目前,低压差线性稳压器正进入一个蓬勃发展的新时期。
LDO设计基础知识
LDO设计基础知识
LDO,即低压差稳压器,是一种可以将电源电压稳定的线性稳压器电路。
使用LDO技术,可在规定范围内把外部电压稳定地降到低压,而且精度和噪声比较高。
因此,LDO用于稳定和供应各种设备的电源电压,如手机、笔记本电脑、智能家居和电动汽车等。
LDO电路由两个部分组成:电感元件和放大器。
由于LDOs具有特殊的稳定器结构,因此在电路设计中有几点要注意:
1、稳定电感元件。
LDO的输出稳定器需要电感元件,其越大,最大输出更大,更高的效率,稳定容易,保护能力也更强。
2、放大器电压噪声级别的控制。
为了稳定LDO输出电压,需要调节放大器的电压噪声级别,一般有电流噪声控制、电压噪声控制和差分噪声控制,以便达到较低的噪声。
3、负载驱动能力控制。
为了保证LDO的精度,必须有足够的能力驱动负载,一般需要调节放大器的电容负载驱动能力,以保证放大器输出负载在合理范围内。
4、放大器的稳定性控制。
对于LDO的电流稳定性,必须调节放大器的稳定系数,以便增加其稳定性,以保证LDO的精度和可靠性。
5、其他环境因素的考虑。
LDO中过温保护电路的设计
LDO 中过温保护电路的设计王兴君,屈宝鹏,董 红(陕西国防学院电路设计研究所 陕西西安 710302)摘 要:LDO 是一个微型的片上系统,他包括调整管、采样网络、精密基准源、差分放大器、过流保护、过温保护等电路。
分析了LDO 中过温保护电路的设计,主要介绍了LDO 中双极型过温保护电路和CMOS 过温保护电路。
由于双极器件开发早、工艺相对成熟、稳定,而且用双极工艺可以制造出速度高、驱动能力强、模拟精度高的器件,适用于高精度的模拟集成电路。
因此,双极型集成稳压器应用广泛,其设计技术和制造工艺比较成熟和完善。
但双极型过温保护电路本身存在热振荡的问题。
给出一种新型的CMOS 过温保护电路,他具有温度迟滞功能,有效地避免了芯片出现热振荡。
关键词:LDO ;过温保护;热振荡;集成电路中图分类号:TP33112 文献标识码:B 文章编号:1004373X (2006)0107202Design of Thermal Protect for LDOWAN G Xingjun ,QU Baopeng ,DON G Hong(Circuit s Design Institution ,Shaanxi Institute of Technology ,Xi ′an ,710302,China )Abstract :Low Drop Out (LDO )regulator is a micro system on chip ,it includes converter ,sampling web ,reference ,differential am 2plifier ,current limit and thermal protect circuits.This paper analyses the design of thermal protect for LDO ,then gives a bipolar thermal protect circuit for LDO and a CMOS thermal protect circuit for LDO.A bipolar device may be used in nice analog integrated circuits for stable process ,high speed and power drive ,so a bipolar LDO is used widely.Nevertheless ,a bipolar LDO has the problem"thermal swing".This paper gives a novel CMOS thermal protect circuit for LDO ,it has the f unction"temperature delay"avoiding the problem "thermal swing".Keywords :LDO ;thermal protect ;thermal swing ;integrated circuit收稿日期:20050822 随着半导体工艺技术的提高以及便携式电子产品的迅猛发展,电源IC 有了长足的进展。
ldo集成电路设计
ldo集成电路设计LD0集成电路设计是现代电子技术领域中的一个重要方向。
LD0是指低压差线性稳压器,它能够将输入电压稳定在设定的输出电压上,具有稳定电压输出、高效率、低功耗等特点。
在各种电子设备中,LD0集成电路广泛应用于电源管理、电池充电、通信设备等领域。
LD0集成电路设计的核心是稳压器电路的设计。
稳压器电路由基准电压源、误差放大器、功率输出器等组成。
基准电压源提供稳定的参考电压,误差放大器通过比较输入电压和参考电压来产生误差信号,功率输出器根据误差信号调整输出电压。
LD0集成电路中的这些部分都需要精确设计和优化,以保证稳定的输出电压。
在LD0集成电路设计中,最关键的是误差放大器的设计。
误差放大器负责将输入电压和参考电压进行比较,并产生误差信号。
误差放大器通常由运算放大器和一些外部元件组成。
运算放大器是一种重要的模拟电路元件,具有高增益、高输入阻抗、低输出阻抗等特点。
在LD0集成电路设计中,选择合适的运算放大器,并通过合理的电路设计来实现误差放大器的功能。
另一个需要注意的是功率输出器的设计。
功率输出器负责根据误差信号调整输出电压。
在LD0集成电路设计中,功率输出器通常采用MOS管作为功率开关。
MOS管具有开关速度快、功耗低等特点,非常适合用于功率输出器。
在设计功率输出器时,需要考虑功率开关的驱动电路、保护电路等,以确保LD0集成电路的稳定工作。
除了误差放大器和功率输出器,LD0集成电路设计中还需要考虑其他因素。
例如,输入电压范围、输出电压范围、负载能力等都需要在设计过程中进行合理的选择和优化。
此外,还需要考虑温度漂移、噪声抑制、短路保护等方面的设计。
在LD0集成电路设计中,模拟电路设计和数字电路设计都起着重要的作用。
模拟电路设计主要涉及运算放大器、电阻、电容等模拟元件的选择和布局,而数字电路设计主要涉及逻辑门、时钟信号、控制信号等数字元件的设计和优化。
模拟电路设计和数字电路设计之间的协调是LD0集成电路设计的关键。
m26模块电源设计LDO
m26模块电源设计LDO
这里主要以TI的LM2941--1A LDO稳压器为例子讲解LDO电路的设计。
在设计任何电路之前,要先搞清楚你设计的东西要达到什么指标,否则你无法判断设计出来的是否OK。
1.电源设计判断标准
能否OK的判断依据是电源输出的电压电流等指标满足SOC芯片的工作要求,我们在电源设计的时候,一般很难达到电源芯片手册上规定的性能指标。
对于大部分工程师的电路设计来说达到70%左右也算是不错的。
所以大家在电源芯片选型时一定要保留余量。
2.LDO的原理图设计
输入设计:输入需加电容Cin,容值按手册要求,一般在UF级别。
输出设计:输出需加电容Cout,容值按手册要求,一般在10 UF 级别。
电压可调设计:通过分压电阻R2,R1反馈回ADJ引脚。
Vout计算公式如下:Vout=Vref*(1+R2/R1)
使能设计:通过ON/OFF脚给高低电平来控制Vout是否输出电压。
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本规范主要起草人:王振华。
LDO电路设计规范
11
本规范规定了LDO电路输入输出电容的选择以及电源输出的电流的基本要求。
12
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
C2
钽电容
47Uf16V
800mΩ
TAJD476K016RNJ
输入电压VIN
输出电压VOUT
最大允许输出电流
5V
3.3V
200mA
4.2MIC37302-WU典型电路设计
电容的选取
电容类型
容值/耐压
等效串联电阻
型号
C1
瓷片电容
10Uf10V
10 mΩ
GRM21BR61A106KE19L
C2
瓷片电容
47Uf10V
1
低压降(LDO)线性稳压器的成本低,纹波小,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,通常只需要一个输入电容和输出电容。但是他也有很明显的缺点,发热量大、效率低。设计注意事项主要有输入电容、输出电容的选择以及本身的功耗。
在电路设计中,硬件工程师选用了多款LDO电源芯片,每一种LDO电源芯片对输入输出电容都有不同的要求,一颗LDO芯片也可以使用多种电容以保证电源电压输出的稳定。这些造成了不同的硬件工程师在使用同一颗LDO芯片设计了不同的电路。本规范主要对LDO的输入输出电容的选择以及输出电流进行规范,方便电源的设计以及测试。
3mΩ
GRM31CR61A476ME15#
电阻阻值的选取:
输入电压VIN
输出电压VOUT
电阻阻值(精度1%)
允许最大输出电流
3.3V
1.8V
R1=10k R2=22k
300mA
3.3V
2.5V
R1=10.2k R2=10k
600mA
5V
3.3V
R1=16.9k R2=10k
300mA
4.3TPS73025典型电路设计
输入电压VIN
输出电压VOUT
最大允许输出电流
5V
3.3V
90mA
4.5ISL9007-2.5V典型电路设计
电容类型
容值/耐压
等效串联电阻
型号
C1
瓷片电容
10Uf10V
10 mΩ
GRM21BR61A106KE19L
C2
瓷片电容
10Uf10V
10mΩ
GRM21BR61A106KE19L
输入电压VIN
输出电压VOUT
允许最大输出电流
3.3V
2.5V
250mA
5V
2.5V
80mA
Q/XJ20.50-2012许继集团企业标准
13
3.1LDO
一种低压差的线性电源芯片,使用简单但是电源效率偏低。
3.2典型电路
为了实现某一功能经过验证的、成熟的电路。
14
4.1MIC39101-3.3V典型电路设计
电容类型
容值/耐压
等效串联电阻
型号
C1
瓷片电容
10Uf10V
10 mΩ
GRM21BR61A106KE19L
电容类型
容值/耐压
等效串联电阻
型号
C1
瓷片电容
10Uf10V
10 mΩ
GRM21BR61A106KE19L
C2
பைடு நூலகம்瓷片电容
10Uf10V
10mΩ
GRM21BR61A106KE19L
C3
瓷片电容
10nf25V
2Ω
GRM155R71E103KA01D
输入电压VIN
输出电压VOUT
允许最大输出电流
3.3V
2.5V
200mA
5V
2.5V
60mA
4.4TPS73033典型电路设计
电容类型
容值/耐压
等效串联电阻
型号
C1
瓷片电容
10Uf10V
10 mΩ
GRM21BR61A106KE19L
C2
瓷片电容
10Uf10V
10mΩ
GRM21BR61A106KE19L
C3
瓷片电容
10nf10V
2Ω
GRM033R61E103KA12D