徹底弄明白LDO

2021-10-01 23:06:34 字數 1792 閱讀 5568

【工作原理】

ldo內部基本都是由4大部件構成,分別是分壓取樣電路、基準電壓、誤差放大電路和電晶體調整電路。分壓取樣電路

---

通過電阻r1和

r2對輸出電壓進行採集

誤差放大電路

---

將採集的電壓輸入到比較器反向輸入端,與正向輸入端的基準電壓(也就是期望輸出的電壓)進行比較,再將比較結果進行放大,

電晶體調整電路---

把這個放大後的訊號輸出到電晶體的控制極(也就是

pmos

管的柵極或者

pnp型三極體的基極),從而這個放大後的訊號(電流)就可以控制電晶體的導通電壓了,這就是乙個負反饋調節迴路。電晶體輸出電壓就是輸入電壓減去導通電壓,因此控制了導通電壓就相當於控制了ldo的輸出電壓了。當輸出電壓與基準電壓相差較大的時候,比較器輸出訊號變強,從而電晶體壓降變小,輸出電壓變小,從而基準電壓與輸出電壓變得更加接近。

【效能指標】

①輸入輸出壓差:

對於ldo來說,輸入電壓是高於輸出電壓的,但是兩者壓差一般都是很小,ldo的輸入電流幾乎等於輸出電流,因此壓差越大,效率越低(本身吃掉了很多能量電流×電晶體壓降),壓差越小,ldo電壓轉換效率越高以及能量損耗越小。

②電源抑制比(psrr):

這個指標是反應輸入紋波雜訊的抑制作用,其數學公式是

psrr(db)=20×log10[v(ripple_in)/v(ripple_out)],式中,vripple_in為輸入電壓紋波,vripple_out為輸出電壓紋波。根據公式可知,psrr越大,表明ldo對於紋波的抑制效果越好。

③ldo穩壓效能好,紋波小,靜態電流小。輸入輸出電壓接近的情況下可以達到極高的轉換效率。

【如何選擇ldo器件】

以下是選擇ldo器件必須考慮的因素:

①輸入電壓範圍:穩壓器輸入端可以輸入的電壓範圍。

②輸出電壓:穩壓器輸出端的輸出電壓值。

③最大輸出電流:穩壓器輸出端的最大輸出電流值。

④線性調整率:穩壓器輸入變化對輸出的影響,即在負載一定的情況下,輸出電壓變化量和輸入電壓變化量之比。線性調整率越小越好。

⑤負載調整率:是指在給定負載變化下的輸出電壓的變化,這裡的負載變化通常是從無負載到滿負載。負載調整率越小越好。

⑥電源紋波抑制比(psrr):表示穩壓器抑制由輸入電壓造成的輸出電壓波動的能力。線性調整率只有在直流電時才需要考慮,但是電源抑制比必須在寬頻率範圍上考慮。psrr是乙個用來描述輸出訊號受電源影響的參量,psrr越大,輸出訊號受到電源的影響越小。

⑦瞬態響應:表示負載電流突變時引起的輸出電壓的最大變化,它是輸出電容及其等效串聯電阻和旁路電容的函式。其中輸出電容的作用是提高負載瞬態響應的能力,也起到了高頻旁路的作用。

⑧靜態電流:又叫接地電流,是通路元件的偏流和驅動電流的組合,通常保持盡可能低的水平。靜態電流越大,穩壓器的效率越低。

⑨最大耗散功率:為了確保ldo節點溫度不至於過高而損壞,ldo都必須計算最大耗散功率。ldo的實際耗散功耗要小於最大耗散功率,否則可能損壞ldo晶元。

【實物】

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