低壓差線性穩壓器 LDO

2021-08-14 18:09:17 字數 2351 閱讀 9369

ldo

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ldo 是一種線性穩壓器。線性穩壓器使用在其線性區域內執行的電晶體或 fet,從應用的輸入電壓中減去超額的電壓,產生經過調節的輸出電壓。所謂壓降電壓,是指穩壓器將輸出電壓維持在其額定值上下 100mv 之內所需的輸入電壓與輸出電壓差額的最小值。正輸出電壓的ldo(低壓降)穩壓器通常使用功率電晶體(也稱為傳遞裝置)作為 pnp。這種電晶體允許飽和,所以穩壓器可以有乙個非常低的壓降電壓,通常為 200mv 左右;與之相比,使用 npn 復合電源電晶體的傳統線性穩壓器的壓降為 2v 左右。負輸出 ldo 使用 npn 作為它的傳遞裝置,其執行模式與正輸出 ldo 的 pnp裝置類似。

更新的發展使用 mos 功率電晶體,它能夠提供最低的壓降電壓。使用 功率mos,通過穩壓器的唯一電壓壓降是電源裝置負載電流的 on 電阻造成的。如果負載較小,這種方式產生的壓降只有幾十毫伏。

dc-dc的意思是直流變(到)直流(不同直流電源值的轉換),只要符合這個定義都可以叫dcdc轉換器,包括ldo。但是一般的說法是把直流變(到)直流由開關方式實現的器件叫dcdc。

ldo是低壓降的意思,這有一段說明:低壓降(ldo)線性穩壓器的成本低,噪音低,靜態電流小,這些是它的突出優點。它需要的外接元件也很少,通常只需要一兩個旁路電容。新的ldo線性穩壓器可達到以下指標:輸出雜訊30μv,psrr為60db,靜態電流6μa(ti的tps78001達到iq=0.5ua),電壓降只有100mv(ti量產了號稱0.1mv的ldo)。 ldo線性穩壓器的效能之所以能夠達到這個水平,主要原因在於其中的調整管是用p溝道mosfet,而普通的線性穩壓器是使用pnp電晶體。p溝道mosfet是電壓驅動的,不需要電流,所以大大降低了器件本身消耗的電流;另一方面,採用pnp電晶體的電路中,為了防止pnp電晶體進入飽和狀態而降低輸出能力, 輸入和輸出之間的電壓降不可以太低;而p溝道mosfet上的電壓降大致等於輸出電流與導通電阻的乘積。由於mosfet的導通電阻很小,因而它上面的電壓降非常低。

如果輸入電壓和輸出電壓很接近,最好是選用ldo穩壓器,可達到很高的效率。所以,在把鋰離子電池電壓轉換為3v輸出電壓的應用中大多選用ldo穩壓器。雖說電池的能量最後有百分之十是沒有使用,ldo穩壓器仍然能夠保證電池的工作時間較長,同時噪音較低。

如果輸入電壓和輸出電壓不是很接近,就要考慮用開關型的dcdc了,因為從上面的原理可以知道,ldo的輸入電流基本上是等於輸出電流的,如果壓降太大,耗在ldo上能量太大,效率不高。

dc-dc轉換器包括公升壓、降壓、公升/降壓和反相等電路。dc-dc轉換器的優點是效率高、可以輸出大電流、靜態電流小。隨著整合度的提高,許多新型dc-dc轉換器僅需要幾隻外接電感器和濾波電容器。但是,這類電源控制器的輸出脈動和開關噪音較大、成本相對較高。

近幾年來,隨著半導體技術的發展,表面貼裝的電感器、電容器、以及高整合度的電源控制晶元的成本不斷降低,體積越來越小。由於出現了導通電阻很小的mosfet可以輸出很大功率,因而不需要外部的大功率fet。例如對於3v的輸入電壓,利用晶元上的nfet可以得到5v/2a的輸出。其次,對於中小功率的應用,可以使用成本低小型封裝。另外,如果開關頻率提高到1mhz,還能夠降低成本、可以使用尺寸較小的電感器和電容器。有些新器件還增加許多新功能,如軟啟動、限流、pfm或者pwm方式選擇等。

總的來說,公升壓是一定要選dcdc的,降壓,是選擇dcdc還是ldo,要在成本,效率,雜訊和效能上比較。

低壓差線性穩壓器(ldo)的基本電路

如圖1-1所示,該電路由串聯調整管vt、取樣電阻r1和r2、比較放大器a組成。

取樣電壓加在比較器a的同相輸入端,與加在反相輸入端的基準電壓uref相比較,兩者的差值經放大器a放大後,控制串聯調整管的壓降,從而穩定輸出電壓。當輸出電壓uout降低時,基準電壓與取樣電壓的差值增加,比較放大器輸出的驅動電流增加,串聯調整管壓降減小,從而使輸出電壓公升高。相反,若輸出電壓uout超過所需要的設定值,比較放大器輸出的前驅動電流減小,從而使輸出電壓降低。供電過程中,輸出電壓校正連續進行,調整時間只受比較放大器和輸出電晶體迴路反應速度的限制。

應當說明,實際的線性穩壓器還應當具有許多其它的功能,比如負載短路保護、過壓關斷、過熱關斷、反接保護等,而且串聯調整管也可以採用mosfet。

vin >= vdrop + vout。

且一般需要兩個外接電容:cin、cout,一般採用鉭電容或mlcc。

注意:ldo是穩壓器

壓差dropout、噪音noise、共模/紋波抑制比(psrr)、靜態電流iq,這是ldo的四大關鍵資料。產品設計師按產品負載對電效能的要求結合四大要素來選擇ldo。 

在手機上用的ldo要求盡可能小的噪音(紋波),在沒有rf的可攜式產品需求靜態電流小的ldo。

LDO低壓差線性穩壓器

1.簡介 ldo是low dropout regulator,意為低壓差線性穩壓器,是相對於傳統的線性穩壓器來說的。傳統的線性穩壓器,如78xx系列的晶元都要求輸入電壓要比輸出電壓高出2v 3v以上,否則就不能正常工作。但是在一些情況下,這樣的條件顯然是太苛刻了,如5v轉3.3v,輸入與輸出的壓差只...

低壓差線性穩壓器簡介

ldo即low dropout regulator,是一種低壓差線性穩壓器。這是相對於傳統的線性穩壓器 ap7331 wg 7 來說的。傳統的線性穩壓器,如78xx系列的晶元都要求輸入電壓要比輸出電壓至少高出2v 3v,否則就不能正常工作。但是在一些情況下,這樣的條件顯然是太苛刻了,如5v轉3.3v...

線性穩壓器 LDO

當輸出電壓低於輸入電壓時,必須從負載電源和壓降比來考慮要採用線性穩壓器 ldo 或降壓轉換器 buck 低壓降線性穩壓器 ldo 適合用在需求低噪訊 低電流和低壓降比的應用中。ldo 透過線性的方式控制被動元件的導通來調節輸出電壓。線性穩壓可提供準確而無噪訊的輸出電壓,並且對負載變化有很快的反應速度...