LDO線性穩(wěn)壓器

LDO 是一種線性穩(wěn)壓器。線性穩(wěn)壓器應用于其線性區(qū)域運行的晶體管或 FET，過量電壓從使用的鍵入電壓中降低，導致輸出電壓調整。說白了，壓降電壓是指穩(wěn)壓器將輸出電壓保持在額定電流左右 100mV 鍵入電壓和輸出電壓凈額的極小值。

正輸出電壓LDO(低壓降)穩(wěn)壓器通常采用輸出功率晶體管(也稱為傳輸機械設備) PNP。這種晶體管允許飽和，所以穩(wěn)壓器可以有很低的壓降電壓，通常是 200mV 上下；相比之下，應用程序 NPN 傳統的復合開關電源晶體管線性穩(wěn)壓器的壓降為 2V 上下。負輸出 LDO 應用 NPN 作為其傳輸機械設備，其運行模式和正輸出 LDO 的 PNP設備相近。

升級的進步應用 CMOS 輸出功率晶體管，它能給出較小的壓降電壓。 CMOS，根據穩(wěn)壓器的唯一電壓降，電源設備的負載電流是 ON 由電阻器引起的。假如負較小，這種方法造成的壓降只有幾十毫伏。

LDO低壓差線穩(wěn)壓器的結構主要包括運行電源電路、直流電源偏置模塊、電源電路、調節(jié)元件、標準源、誤差放大器、反饋電阻網絡和保護電源電路。基本原理是：系統軟件通電，如果腳在高電平時，電源電路逐漸運行，恒流源電路偏離所有電源電路，標準源電壓快速創(chuàng)建，輸出隨著輸入不斷增加，當輸出達到標準值時，互聯網輸出反饋電壓也接近標準電壓值，此時，誤差放大器將增加輸出反饋電壓和標準電壓之間的偏差小數據信號，然后通過調整管擴大到輸出，然后產生負反饋，確保標準值上的輸出電壓穩(wěn)定，如果輸入電壓或輸出電流轉換，閉環(huán)控制電路將保持輸出電壓不變，即：Vout=（R1 R2）/R2 &TImes;Vref

具體的低壓差線穩(wěn)壓器還具有過載過流保護、過電壓關閉、過熱關閉、反向維護等功能。

二、LDO基本原理分析

根據調節(jié)管的運行狀態(tài)，可調穩(wěn)壓電源通常分為線性穩(wěn)壓電源和直流穩(wěn)壓電源兩類。此外，還有一個使用穩(wěn)壓管的小開關電源。這里提到的線性穩(wěn)壓電源是指調節(jié)管工作中在線條件下的直流穩(wěn)壓電源。開關電源電路不同，開關管在開關兩種情況下運行。簡要說明分類：

NPN穩(wěn)壓管：內用一個PNP管道控制達林頓管調節(jié)管。 LDO穩(wěn)壓管：調節(jié)管是一種PNP管。

Squasi-LDO：一個調節(jié)管PNP管操縱一個NPN管 LDO（low drop output）低壓差線形穩(wěn)壓器

LDO原則是根據意見反饋進行調整MOSFET的Vsd壓降不會改變輸出電壓。輸出電壓諧波失真小，電流小RF控制模塊或聲電源電路，如控制模塊或聲頻控制模塊。其特點是成本低，噪音低。缺點是效率低，輸出電流小，只用于降血壓。一定要注意負反饋，以便更好地實現穩(wěn)定的控制電路。

下邊這也是LDO S-1167 Series基本概念圖。

該電源電路主要由串聯調節(jié)管、取樣電阻放大儀組成。在相對放大添加到相對放大器的同相鍵入端，并添加反向鍵入端的標準電壓Uref相比之下，兩者之間的誤差在放大器A變大后，操作連續(xù)調節(jié)管的壓降，然后平穩(wěn)輸出電壓。當輸出電壓Uout當減少時，標準電壓和抽樣電壓的誤差增加，相對放大儀輸出的驅動電流增加，連續(xù)調節(jié)管壓降減少，從而增加輸出電壓。另一方面，如果輸出電壓Uout與放大器輸出的前驅動電流相比，超過的前驅動電流，從而降低了輸出電壓。在整個配電過程中，輸出電壓校準繼續(xù)進行，調整時間僅限于相對放大儀和串聯調節(jié)管控制電路反應速率。環(huán)城路負反饋一直強制放大儀調整輸入兩側的電壓，使其相同。

穩(wěn)壓管的另一個主要指標值是可靠性。許多電容器經常出現在人們的設計方案路線的輸出端。它的效果是什么？以下是對穩(wěn)壓管報告和控制電路可靠性的深入分析。 前面提到了三中穩(wěn)壓管：

1、NPN穩(wěn)壓管

例如：LM340 LM317 老三端穩(wěn)壓管

2、LDO穩(wěn)壓管

例如：S-1167 Series

3、準LDO穩(wěn)壓器

三種穩(wěn)壓器的較大區(qū)別在于壓降和接地裝置的管腳電流。很顯著NPN和準LDO調節(jié)管上的穩(wěn)壓管稍復雜，因此壓降也較大。達林管的收獲很高，所以只需要很少的交流電準確LDO也是那樣，IGND不大。PNP管道的放大系數一般為15-20，LDO的IGND電流可達負荷電流的7%。 NPN穩(wěn)壓管的較大優(yōu)點是無理由穩(wěn)定(大部分不需要外接電容器)，LDO必須在輸出端添加電容器，以減少控制電路網絡帶寬，并給予一些正相位差補償。

所有穩(wěn)壓器均采用負反饋控制電路，以保持輸出電壓的穩(wěn)定性。但根據控制回路，反饋數據信號有一定的收獲和相位差變化。如果意見反饋數據信號相位差變化180度，負反饋變?yōu)榉€(wěn)態(tài)，導致輸出不穩(wěn)定。因此，通過所有控制電路的相位差偏位，意見反饋數據信號必須至少有20度的相位裕度，以確保電源電路的穩(wěn)定性。(相位裕度定義為控制回路總相位偏差與-180度的差)。

三、LDO主要參數

1、輸出電壓（Output Voltage）

輸出電壓是低壓差線穩(wěn)壓器較重要的主要參數，也是電子產品設計師在使用穩(wěn)壓器時應首先考慮的主要參數。低壓差線穩(wěn)壓器有固定不動輸出電壓和可調輸出電壓兩種。固定不動輸出電壓穩(wěn)壓器使用方便，由于輸出電壓由廠家高精度調節(jié)，穩(wěn)壓器精度很高。但其設定的輸出電壓值均為普通電壓值，不太可能滿足所有應用規(guī)定，但外部元件標值的變化會損害穩(wěn)定性和精度。

2.輸出電流量大（Maximum Output Current）

電力機械設備的輸出功率不同，穩(wěn)壓器輸出的較大電流也不同。通常，輸出電流越大，穩(wěn)壓器的成本就越高。為了更好地控制成本，在由多個穩(wěn)壓器組成的供配電系統中，應根據各部分所需的電流進行選擇 穩(wěn)壓器合理。

3.輸入輸出電壓差（Dropout Voltage）

輸入輸出電壓差是低壓差線性穩(wěn)壓器較重要的主要參數。電壓差越低，線性穩(wěn)壓器的特性就越好。例如，5.0V低壓差線性穩(wěn)壓器只需輸入5.5V電壓可使輸出電壓穩(wěn)定在5.0V。 4.接地裝置的電流（Ground Pin Current）

接地裝置電源電路IGND指串聯調節(jié)管輸出電流為零時，鍵入開關電源帶來的穩(wěn)壓器工作中的電流。該電流有時也稱為靜態(tài)數據電流，但選擇PNP當晶體管串聯調節(jié)管組件時，這種習慣性稱呼是錯誤的。通常，低壓差穩(wěn)壓器接地裝置的完美電流不大。 5.負載調節(jié)率（Load RegulaTIon）

負荷調節(jié)率可根據圖2-1日式2-1來定義，LDO負荷調節(jié)比越小，說明負荷調節(jié)比越小LDO工作能力越強，能力越強。

在其中Vload—負荷調節(jié)率 I x—LDO輸出電流量大

Vt—輸出電流為I x時，LDO的輸出電壓 Vo—輸出電流為0.1mA時，LDO的輸出電壓

V—負載電流分別為0.1mA和I x輸出電壓差 6.線形調節(jié)率（Line RegulaTIon）

可根據圖2-2日式2-2來定義線形調節(jié)率，LDO線性調節(jié)比越小，輸出電壓對輸出電壓的危害越小，LDO特性越好。

Vline—LDO線形調節(jié)率 Vo—LDO名稱輸出電壓 V x—LDO大鍵入電壓

V—LDO輸入Vo到V x較高值和較低值之間的差異 7.開關電源抑制比（PSSR）

LDO許多電磁干擾通常存在鍵入源。PSRR體現了LDO抑制這種電磁干擾的能力。

四、LDO主要用途及其常見問題

如下圖3-1所示，常用的低壓差線形穩(wěn)壓器。圖3-1（a）所示電源電路是較常見的AC/DC電源、交流電壓通過變電器轉換為必要的電壓，通過整流器轉換為直流電壓。在電源電路中，低壓差線穩(wěn)壓器的功能是在交流電壓或負載變化時穩(wěn)定輸出電壓，抑制諧波失真電壓，清除開關電源引起的交流噪聲。

在各種電池的工作中，電壓在一定區(qū)域內發(fā)生變化。為保證電池組輸出勻速運動電壓，低壓差線穩(wěn)壓器應連接到鋰電池組輸出端，如下圖3-1所示（b）所顯示。低壓差線穩(wěn)壓器功率低，可增加電池使用壽命。同時，由于低壓差線穩(wěn)壓器的輸出電壓接近鍵入電壓，當電池接近充放電時，輸出電壓仍然可以穩(wěn)定。

眾所周知，電源開關可調穩(wěn)壓電源效率高，但輸出諧波失真電壓高，噪聲大，電壓調節(jié)率弱，尤其是數字集成電路配電時。將低壓差線形穩(wěn)壓器連接到電源開關穩(wěn)壓器的輸出端，如下圖2-3所示（c）可完成有源濾波器，也可進一步提高輸出電壓穩(wěn)壓管的精度，同時電氣系統的高效率也不會急劇下降。

在某些使用中，如通信網絡機械設備通常只有足夠的充電電池配電，但電源電路的一部分往往選擇不同的電壓，因此必須由多個穩(wěn)壓器配電。為了更好地節(jié)省共充電電池的用電量，機械設備不運行時，預計低壓差線穩(wěn)壓器將處于休眠狀態(tài)。因此，有規(guī)定的線形穩(wěn)壓器也可以操。單組電池配電的多通道輸出和具有導通操縱功能的供配電系統如下圖3-1所示（d）所顯示。