Ldo的應用原理

2021-10-10 16:12:53 字數 2306 閱讀 5094

目錄

一、簡介:

二、內部框圖:

三、基本原理:

四、應用電路:

五、主要引數:

六、ldo和dc-dc對比:

ldo:low dropout voltage ldo(是low dropout voltage regulator的縮寫,整流器)

低壓差線性穩壓器,故名思意,為線性的穩壓器,僅能使用在降壓應用中。也就是輸出電壓必需小於輸入電壓。

優點:穩定性好,負載響應快。輸出紋波小。

缺點:效率低,輸入輸出的電壓差不能太大。負載不能太大,目前的ldo為5a(但要保證5a的輸出還有很多的限制條件)

ldo:低壓差線性穩壓器的突出優點是具有的成本,的雜訊和的靜態電流。它的外圍器件也很少,通常只有一兩個旁路電容。新型ldo可達到以下指標:30μv輸出雜訊、60dbpsrr、6μa靜態電流及100mv的壓差。

本圖以asm1117-3.3v為例

下面是乙個pmos ldo最基本結構框圖。我們可以看到ldo主要由pmos、運放、反饋電阻和基準參考電壓構成。ldo主要工作流程是將輸出電壓通過分壓電阻分壓,va和基準參考電壓做比較,通過運放輸出vg來調節輸出,反饋迴路已用紅色軌跡標識出。

當vout由於負載變化或其他原因電壓下降時,兩個串聯分壓電阻兩端的電壓也會下降,進而a點電壓下降,a點的電位和vref電位相比較,誤差放大器會減小它的輸出,使得g電位下降,vs電壓不變,進而使得|vgs|的壓差增加(我們用vgs和vds的絕對值描述pmos更直觀),輸出電流isd會增加,輸出電流isd增加就會使得vout上公升,完成一次反饋控制,使得vout又回到正常電位,。

總結過程如下:

1.輸出電壓(outputvoltage)

輸出電壓是低壓差線性穩壓器重要的引數,也是電子裝置設計者選用穩壓器時首先應考慮的引數。低壓差線性穩壓器有固定輸出電壓和可調輸出電壓兩種型別。固定輸出電壓穩壓器使用比較方便,而且由於輸出電壓是經過廠家精密調整的,所以穩壓器精度很高。但是其設定的輸出電壓數值均為常用電壓值,不可能滿足所有的應用要求,但是外接元件數值的變化將影響穩定精度。

2.輸出電流(maximumoutputcurrent)

用電裝置的功率不同,要求穩壓器輸出的電流也不相同。通常,輸出電流越大的穩壓器成本越高。為了降低成本,在多隻穩壓器組成的供電系統中,應根據各部分所需的電流值選擇適當的穩壓器。

3.輸入輸出電壓差(dropoutvoltage)

輸入輸出電壓差是低壓差線性穩壓器重要的引數。在保證輸出電壓穩定的條件下,該電壓壓差越低,線性穩壓器的效能就越好。比如,5.0v的低壓差線性穩壓器,只要輸入5.5v電壓,就能使輸出電壓穩定在5.0v。

4.接地電流(groundpincurrent)

接地電路ignd是指串聯調整管輸出電流為零時,輸入電源提供的穩壓器工作電流。該電流有時也稱為靜態電流,但是採用pnp電晶體作串聯調整管元件時,這種習慣叫法是不正確的。通常較理想的低壓差穩壓器的接地電流很小。

5.負載調整率(loadregulation)

負載調整率可以通過圖2-1和式2-1來定義,ldo的負載調整率越小,說明ldo抑制負載干擾的能力越強。

6.線性調整率(lineregulation)

線性調整率可以通過圖2-2和式2-2來定義,ldo的線性調整率越小,輸入電壓變化對輸出電壓影響越小,ldo的效能越好。

7.電源抑制比(pssr)

ldo的輸入源往往許多干擾訊號存在。psrr反映了ldo對於這些干擾訊號的抑制能力。

首先從效率上說,dc/dc的效率普遍要遠高於ldo,這是其工作原理決定的。其次,dc/dc有boost,buck,boost/buck,(有人把chargepump也歸為此類)。而ldo只有降壓型。再次,也是很重要的一點,dc/dc因為其開關頻率的原因導致其電源雜訊很大,遠比ldo大的多,大家可以關注psrr這個引數。所以當考慮到比較敏感的模擬電路時候,有可能就要犧牲效率為保證電源的純淨而選擇ldo。

還有,通常ldo所需要的外圍器件簡單,佔面積小,而dc/dc一般都會要求電感,二極體,大電容,有的還會要mosfet,特別是boost電路,需要考慮電感的工作電流,二極體的反向恢復時間,大電容的esr等等,所以從外圍器件的選擇來說比ldo複雜,而且佔面積也相應的會大很多。

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