LDO低压差线性稳压器
1. 简介
LDO 是 “Low Dropout Regulator” 的缩写,中文称为“低压差线性稳压器”。LDO 稳压器是一种用于电压调节的电子设备,它的主要特点是输出电压和输入电压之间的压差非常低。这种特性使得 LDO 在许多应用场景中非常有用,特别是在需要高效能和小体积的电池供电设备中。
- 低压差:是指输入电压-输出电压的值比较低。
- 线性:是指 MOS 基本处于线性工作状态。(负载电阻与导通电阻成线性关系)
- 稳压器:是指在正常的 VIN 范围内,输出 VOUT 都稳定在一个固定值,这个固定值就是我们想要的电压值。比如 VIN 电压 4.4~5V, VOUT 始终保持 3.3V 输出。
特点:
输出噪声电压低,电源电压变化影响小,负载变化相应很快,静态电流低;
缺点:
转换效率随着输入电压和输出电压之差的增加而下降;
低压差稳压器(LDO)看似简单,但可提供重要功能,例如将负载与不干净的电源隔离开来或者构建低噪声电源来为敏感电路供电。
2. 工作原理
LDO 稳压器的基本结构包括一个调整管(通常是 PNP 晶体管或 P 通道 MOSFET)和一个反馈控制电路。反馈控制电路监测输出电压,并通过调整调整管的导通程度来保持输出电压的稳定。
- 反馈电路:反馈电路通常包含一个误差放大器,它将输出电压与参考电压进行比较,生成一个误差信号。
- 调整管:调整管根据误差信号调整其导通程度,以维持输出电压的稳定性。如果输出电压下降,调整管会增加导通程度,提高输出电压;反之亦然。
LDO 通常包括一个基准电压源、 一个取样输出电压、 一个误差放大器和一个串联调整管组成组成, 用放大器控制稳压器的压降维持要求的输出电压值。
输出电压经过反馈电阻分压到误差放大器输入端, 当输出电压高于设定值时,内部回路会改变驱动电压,使得管子的导通压降增大,从而降低输出电压。
3. LDO 的应用
- 电池供电设备:在电池供电的便携式设备中,如手机、平板电脑和可穿戴设备,LDO 用于将电池电压转换为稳定的输出电压,以延长电池寿命。
- 射频和模拟电路:在射频和模拟电路中,LDO 用于提供低噪声的电源,以确保电路的性能稳定。
- 嵌入式系统:在嵌入式系统中,LDO 用于为微控制器和传感器等设备提供稳定的电源。
- 汽车电子:在汽车电子系统中,LDO 用于为各种传感器、控制器和通信模块提供稳定的电源。
4. 选择 LDO 时的考虑因素
- 输入和输出电压范围:确保 LDO 的输入电压范围和输出电压范围符合应用需求。
- 最大输出电流:选择 LDO 时,确保其最大输出电流能满足负载需求。
- 压差:选择压差足够低的 LDO,以确保在低输入电压下仍能正常工作。
- 静态电流:选择静态电流低的 LDO,以延长电池寿命。
- 封装和尺寸:根据应用需求选择合适的封装和尺寸,特别是在空间受限的设备中。
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