理解LDO(低压差线性稳压器)的一些术语和定义
- 格式:pdf
- 大小:528.79 KB
- 文档页数:6
LDO详细介绍LDO是低压差线性稳压器的英文简称,是Lineaer Dropout Regulator的缩写。
它是一种用于电子设备中的电源管理器件,主要用于将高压输入电源转换为稳定的低压输出电源。
LDO稳压器是一种线性的电压稳压器,它通过选用合适的转导电阻和反馈电路,能够在输入电压与输出电压之间产生一个稳定的、低压差的电压源。
与开关稳压器相比,LDO稳压器的设计电路更简单,而且输出电压的纹波更小,输出电压稳定性更好。
LDO稳压器的主要工作原理是通过一个功率NPN晶体管和一个PNP晶体管组成的串联电路对输电机输入电压进行调整,然后通过一个反馈电阻网络进行负反馈控制,从而实现在负载变化的情况下输出电压的稳定性。
LDO稳压器有以下几个特点:1.低压差:LDO稳压器通常具有较低的压差,一般在0.1V至0.5V之间。
这意味着它可以将高压输入电源转换为非常接近输出电路所需的稳定低压电源,从而减少了能量损耗。
2.高效率:由于LDO稳压器是线性的电压稳压器,没有开关元件,因此其效率相对较低。
但是,由于输入到输出的压差较小,使其输出功率损耗相对较小。
3.稳定性:LDO稳压器有较好的负载调节性和线性调节性能,可以在较大的负载变化范围内保持输出电压的稳定性。
4.低纹波:LDO稳压器的输出电压纹波较小,通常在几毫伏到几十毫伏之间,这对需要较低纹波的电子设备非常重要,如音频放大器。
LDO稳压器广泛应用于各种电子设备中,包括移动通信设备、计算机、工业控制系统、可穿戴设备、消费电子产品等。
由于其输出电压稳定性好、纹波小、封装紧凑等优点,使得LDO稳压器成为电子设备中一种常见的电源管理解决方案。
在选择LDO稳压器时1.输入电压范围:根据应用的需求选择合适的输入电压范围,确保稳压器能够正常工作。
2.输出电压范围:根据所需的输出电压确定合适的LDO稳压器型号,确保输出电压满足应用需求。
3.输出电流能力:考虑应用所需的最大输出电流,选择具有足够输出电流能力的LDO稳压器。
低压差线性稳压器(LDO)的基本原理和主要参数摘要:本文论述了低压差线性稳压器(LDO)的基本原理和主要参数,并介绍LDO 的典型应用和国内发展概况。
引言便携电子设备不管是由交流市电经过整流(或交流适配器)后供电,还是由蓄电池组供电,工作过程中,电源电压都将在很大范围内变化。
比如单体锂离子电池充足电时的电压为4.2V ,放完电后的电压为2.3V ,变化范围很大。
各种整流器的输出电压不仅受市电电压变化的影响,还受负载变化的影响。
为了保证供电电压稳定不变,几乎所有的电子设备都采用稳压器供电。
小型精密电子设备还要求电源非常干净(无纹波、无噪声),以免影响电子设备正常工作。
为了满足精密电子设备的要求,应在电源的输入端加入线性稳压器,以保证电源电压恒定和实现有源噪声滤波[1]。
一.LDO 的基本原理低压差线性稳压器(LDO)的基本电路如图1-1所示,该电路由串联调整管VT 、取样电阻R1和R2、比较放大器A 组成。
取样电压加在比较器A 的同相输入端,与加在反相输入端的基准电压Uref 相比较,两者的差值经放大器A 放大后,控制串联调整管的压降,从而稳定输出电压。
当输出电压Uout 降低时,基准电压与取样电压的差值增加,比较放大器输出的驱动电流增加,串联调整管压降减小,从而使输出电压升高。
相反,若输出电压Uout超过所需要的设定值,比较放大器输出的前驱动电流减小,从而使输出电压降低。
供电过程中,输出电压校正连续进行,调整时间只受比较放大器和输出晶体管回路反应速度的限制。
图1-1 低压差线性稳压器基本电路应当说明,实际的线性稳压器还应当具有许多其它的功能,比如负载短路保护、过压关断、过热关断、反接保护等,而且串联调整管也可以采用MOSFET 。
二.低压差线性稳压器的主要参数1.输出电压(Output Voltage)输出电压是低压差线性稳压器最重要的参数,也是电子设备设计者选用稳压器时首先应考虑的参数。
低压差线性稳压器有固定输出电压和可调输出电压两种类型。
LDO的原理及应用01LDO定义LDO即lowdropoutregulator,是一种低压差线性稳压器。
这是相对于传统的线性稳压器来说的。
传统的线性稳压器,如78XX系列的芯片都要求输入电压要比输出电压至少高出2V~3V,否则就不能正常工作。
但是在一些情况下,这样的条件显然是太苛刻了,如5V转3.3V,输入与输出之间的压差只有1.7v,显然这是不满足传统线性稳压器的工作条件的。
针对这种情况,芯片制造商们才研发出了LDO类的电压转换芯片。
02LDO的特点低压降(LDO)线性稳压器的成本低,噪音低,静态电流小,这些是它的突出优点。
它需要的外接元件也很少,通常只需要一两个旁路电容。
新的LDO线性稳压器可达到以下指标:输出噪声30μV,PSRR为60dB,静态电流6μA,电压降只有100mV。
看了上面的定义,在不了解LDO结构的前提下,大家使用模电知识可以联想到下图低压降稳压器。
上图是最基本的稳压电路,核心器件是稳压管,它的稳压工作区间决定了输出稳压的范围,通过这种简单电路,可以实现小电流(百mA级别),小动态范围内的稳压。
把上面电路升级一下,如下图:上述电路仅多了一个2N3055三极管,目的就是提升输出带载能力,同时三极管还引入了电压负反馈,起到稳定输出电压的作用。
当输入电压Vin增大或输出负载电阻增大,输出电压Vout会瞬间增加,三极管的射极电Ve压随之增大,如果基极电压Vb不变,则Vb-Ve就会减小,进而输出电流减小,Vout减小。
上图只是简单基础的低压降稳压器。
注意,和我们说的LDO,差了“线性”二字。
这里看出上述电路输出电压Vout会受到Vbe电压波动的影响,稳定性较差。
且输出电压不可调节。
03LDO电路在上述电路的基础上添加“线性”因素,也就是引入运算放大器,加深负反馈的同时提高输出电压稳定性。
这也就构成了我们所说的低压差线性稳压器。
电路图如下在基本稳压管调整电路基础上增加了运算放大器A和分压电阻采样网络R1和R2。
LDO一.LDO的基本介绍LDO是low dropout regulator, 意为低压差线性稳压器, 是相对于传统的线性稳压器来说的。
传统的线性稳压器, 如78xx系列的芯片都要求输入电压要比输出电压高出2v~3V以上, 否则就不能正常工作。
但是在一些状况下, 这样的条件明显是太苛刻了, 如5v转3.3v,输入及输出的压差只有1.7v, 明显是不满意条件的。
针对这种状况, 才有了LDO类的电源转换芯片。
LDO是一种线性稳压器。
线性稳压器运用在其线性区域内运行的晶体管或FET, 从应用的输入电压中减去超额的电压, 产生经过调整的输出电压。
所谓压降电压, 是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下100mV之内所需的输入电压及输出电压差额的最小值。
正输出电压的LDO(低压降)稳压器通常运用功率晶体管(也称为传递设备)作为PNP。
这种晶体管允许饱和, 所以稳压器可以有一个特别低的压降电压, 通常为200mV左右;及之相比, 运用NPN 复合电源晶体管的传统线性稳压器的压降为2V左右。
负输出LDO 运用NPN作为它的传递设备, 其运行模式及正输出LDO的 PNP设备类似。
更新的发展运用 MOS 功率晶体管, 它能够供应最低的压降电压。
运用功率MOS, 通过稳压器的唯一电压压降是电源设备负载电流的 ON 电阻造成的。
假如负载较小, 这种方式产生的压降只有几十毫伏。
DC-DC的意思是直流变(到)直流(不同直流电源值的转换), 只要符合这个定义都可以叫DCDC转换器, 包括LDO。
但是一般的说法是把直流变(到)直流由开关方式实现的器件叫DCDC。
LDO是低压降的意思, 这有一段说明: 低压降(LDO)线性稳压器的成本低, 噪音低, 静态电流小, 这些是它的突出优点。
它须要的外接元件也很少, 通常只须要一两个旁路电容。
新的LDO 线性稳压器可达到以下指标: 输出噪声30μV, PSRR为60dB, 静态电流6μA(TI的TPS78001达到Iq=0.5uA), 电压降只有100mV(TI量产了号称0.1mV的LDO)。
一、LDO基本概念LDO即low dropout regulator,低压差线性稳压器,这是相对于传统的线性稳压器来说的。
便携电子设备不管是由交流市电经过整流(或交流适配器)后供电,还是由蓄电池组供电,工作过程中,电源电压都将在很大范围内变化。
比如单体锂离子电池充足电时的电压为4.2V,放完电后的电压为2.3V,变化范围很大。
各种整流器的输出电压不仅受市电电压变化的影响,还受负载变化的影响。
为了保证供电电压稳定不变,几乎所有的电子设备都采用稳压器供电。
小型精密电子设备还要求电源非常干净(无纹波、无噪声),以免影响电子设备正常工作。
为了满足精密电子设备的要求,应使用线性稳压器,以保证电源电压稳定和实现有源噪声滤波。
当系统中输入电压和输出电压接近时,LDO是最好的选择,可达到很高的效率。
外围器件也很少,通常只有一两个旁路电容。
二、分类及原理根据采用晶体管类型的不同,LDO可分为双极型和CMOS型。
其中,双极型又有PNP和NPN两种,CMOS型又有P-MOSFET和N-MOSFET两种。
双极型英文又可以简称为BJT。
1,分类。
CMOS型LDO的原理电路图如下。
能支持非常低的压降、低静态电流、改善的噪声性能和低电源抑制,但P-MOS的成本更高。
双极型LDO的原理电路图如下。
具有高输入电压的优点,且拥有更好的瞬态响应,但需要更高的压降电压。
常见的5种LDO基本电路图如下,前三个是双极型,后两个是CMOS型。
A是标准NPN晶体管稳压器,B是减少压差的NPN稳压器,C是低压差PNP晶体管稳压器,D是P通道MOSFET稳压器,E是N通道MOSFET稳压器。
2,工作原理。
2.1,CMOS型LDO的工作原理:LDO的结构主要包括启动电路、恒流源偏置单元、使能电路、调整元件、基准源、误差放大器、反馈电阻网络,保护电路等。
基本工作原理是这样的:系统加电,如果使能脚处于高电平时,电路开始启动,恒流源电路给整个电路提供偏置,基准源电压快速建立,输出随着输入不断上升,当输出即将达到规定值时,由反馈网络(分压电阻)得到的反馈电压也接近于基准电压值,此时误差放大器将反馈电压和基准电压之间的误差小信号进行放大,再经调整管放大到输出,从而形成负反馈,从而使输出电压不受输入电压和温度变化的影响而保持一定。
LDO的基本原理与特点通俗易懂LDO(Low Drop-Out)是一种线性稳压器,它的基本原理是在输入电压高于输出电压时,通过控制功率晶体管的导通程度来维持稳定的输出电压。
LDO的特点包括低电压差、快速响应、低噪声和低漂移等。
LDO的基本原理是通过一个差分放大器、一个参考电压源和一个功率晶体管来实现稳压功能。
差分放大器的作用是将输出电压与参考电压进行比较,并将差值放大。
当差值过大时,放大器会通过控制功率晶体管的导通程度来调整输出电压,使其达到预设的参考电压。
LDO的一个重要特点是低电压差,也就是输入电压与输出电压之间的差值。
一般来说,LDO的电压差在几十毫伏到几百毫伏之间。
低电压差意味着LDO可以在输入电压接近输出电压的情况下工作,从而减少能量的浪费和热量的产生。
另一个特点是快速响应。
LDO具有快速的动态响应能力,可以迅速地调整输出电压以适应输入电压的变化。
这使得LDO在对负载要求较高的应用中,如处理器、FPGA等芯片的供电中表现出色。
LDO还具有低噪声的特点。
噪声是指电路中的随机信号,会对电路的性能产生负面影响。
LDO通过精心设计和优化电路结构,可以降低输入、输出和参考电压等位置的噪声,从而提供干净、稳定的输出电压。
此外,LDO还具有低漂移的特点。
漂移是指电路参数随着时间、温度和其他条件的变化而发生的不稳定性。
LDO通过采用特殊的电路设计和工艺技术,使得其输出电压在面对不稳定条件时能够保持较低的漂移,从而提高系统的稳定性和可靠性。
综上所述,LDO具有低电压差、快速响应、低噪声和低漂移等特点,适合于对电压稳定性要求较高的场合。
在移动设备、无线通信、传感器等领域的应用中,LDO发挥着重要作用。
随着电子技术的发展,LDO不断进化和改进,以满足日益复杂和高性能的应用需求。
ldo 和dcdc 的优点和缺点
一、LDO 介绍
LDO 是低压降的意思,这有一段说明:低压降(LDO)线性稳压器
的成本低,噪音低,静态电流小,这些是它的突出优点。
它需要的外接元件
也很少,通常只需要一两个旁路电容。
新的LDO 线性稳压器可达到以下指标:输出噪声30μV,PSRR 为60dB,静态电流6μA,电压降只有100mV。
DC-DC 的意思是直流变(到)直流(不同直流电源值的转换),只要符合这个定义都可以叫DC-DC 转换器,包括LDO。
但是一般的说法是把直
流变(到)直流由开关方式实现的器件叫DC-DC。
LDO 优缺点:
低压差线性稳压器的突出优点是具有最低的成本,最低的噪声和最低的静态电流。
它的外围器件也很少,通常只有一两个旁路电容。
新型LDO 可达到以下指标:30μV 输出噪声、60dB PSRR、6μA 静态电流及100mV 的压差。
LDO 线性稳压器能够实现这些特性的主要原因在于内部调整管采用了P 沟道场效应管,而不是通常线性稳压器中的PNP 晶体管。
P 沟道的场效应管不需要基极电流驱动,所以大大降低了器件本身的电源电
流;。
ldo 工作原理LDO(Low Dropout Regulator),中文翻译为低压差稳压器,是一种常见的电压调节器件。
它是一种具有线性稳压功能的电源管理芯片,输如电压可以是高于或低于输出电压。
LD0稳压器的工作原理是利用负反馈技术,使输出电压稳定在设定值,不受输入电压的变化影响。
一个LDO稳压器通常由三个主要部分组成:参考源,误差放大器和功率级。
参考源是一个固定电压源,通常是基准二极管或Zener二极管。
误差放大器对参考电压和输出电压进行比较,生成一个反馈信号。
功率级根据反馈信号产生相应的输出电压,将输入电压降至输出电压以下的压差,这就是“低压差”的含义。
LDO稳压器的工作原理如下:1. 当输入电压高于输出电压时,LDO稳压器将输入电压通过功率级降至输出电压水平,这意味着LDO稳压器的负载特性是线性的。
2. 当输入电压下降,LDO稳压器必须增加其输出电流来保持输出电压恒定。
这可以通过功率级的控制来实现,功率级可以改变其大小以适应负载的变化。
3. 如果LDO稳压器输出电流很小,那么其负载特性会失去线性。
在这种情况下,LDO稳压器将变成一种不能控制其输出电压的电路,因此需要通过负载电流的限制来避免输出电压失控。
4. 如果输入电压超过LDO稳压器所能处理的最大电压,那么它将无法正常工作。
在这种情况下,需要使用其他保护手段来保护LDO稳压器。
LDO稳压器的主要优点是:它能够提供非常稳定和干净的输出电压,并能够在负载变化时保持较高的输出准确性和稳定性。
它还可以在噪声和干扰环境中工作,为模拟电路提供优质的电源供应,并且非常适用于需要低功耗、低成本和小体积的应用场景。
总之,随着技术的不断进步,LDO稳压器在电源管理领域发挥着越来越重要的作用。
LDO稳压器不仅能够有效解决电源问题,还能够使模拟电路性能得到显著提升,从而满足不同应用场景的需求。
LDO(低压差线性稳压器)输出电压误差1. 引言LDO(Low Dropout)是一种常用的线性稳压器,用于将高电压转换为稳定的低电压输出。
在实际应用中,LDO的输出电压误差是一个重要指标,它衡量了LDO的稳定性和精度。
本文将详细介绍LDO输出电压误差的定义、原因以及如何减小误差。
2. LDO输出电压误差定义LDO输出电压误差是指LDO输出电压与其设定值之间的差值。
通常用百分比或毫伏(mV)来表示。
输出电压误差可以分为静态误差和动态误差两种。
•静态误差:在稳定工作状态下,LDO输出电压与设定值之间的偏差。
静态误差受到LDO内部电路的精度和外部环境的影响。
•动态误差:LDO在动态工作条件下,如负载变化时,输出电压与设定值之间的偏差。
动态误差受到LDO的负载调整能力和反馈控制回路的响应速度的影响。
3. LDO输出电压误差原因LDO输出电压误差主要由以下几个因素造成:3.1 参考电压精度LDO内部使用参考电压来生成输出电压,参考电压的精度直接影响到输出电压的准确性。
如果参考电压的精度不高,就会导致输出电压误差增大。
3.2 负载调整能力LDO需要能够快速、准确地响应负载变化,以保持输出电压的稳定性。
如果LDO的负载调整能力不足,负载变化时输出电压会出现较大的波动,从而增大输出电压误差。
3.3 反馈控制回路LDO的反馈控制回路起到了调节输出电压的作用。
如果反馈控制回路的响应速度不够快,就会导致输出电压在负载变化时调整不及时,从而产生输出电压误差。
3.4 温度变化温度变化对LDO的输出电压也会产生影响。
LDO内部电路的温度漂移以及温度对参考电压的影响都会导致输出电压误差的增大。
4. 减小LDO输出电压误差的方法为了减小LDO输出电压误差,可以采取以下方法:4.1 选择高精度的参考电压源选择精度高、稳定性好的参考电压源,可以有效降低输出电压误差。
常用的参考电压源有基准电压源和温度补偿电压源。
4.2 优化LDO内部电路设计通过优化LDO内部电路的设计,可以提高LDO的负载调整能力和温度稳定性,减小输出电压误差。
LDO低压差线性稳压器知识总结LDO(Low Dropout)低压差线性稳压器是一种常用的电压稳定器件,广泛应用于电子设备中。
本篇文章将对LDO低压差线性稳压器的原理、特点、应用以及选型等方面进行总结。
一、LDO低压差线性稳压器的原理1.参考电压:LDO稳压器内部有一个参考电压源,该源产生一个通过基准电阻分压形成的恒定电压,作为反馈参考电压。
2.误差放大器:参考电压与输出电压之间的差值通过误差放大器进行放大,得到输出控制电压。
3.控制电压比较器:输出控制电压与内部反馈电压进行比较,产生误差电压。
若输出电压低于设定值,控制电压比较器将阻止通过继电器的控制信号,从而增大输出电流。
4.电流驱动:控制电压比较器将误差电压放大后,通过输出级的功放驱动输出电流,达到控制输出电压的目的。
输出级功放将外部负载接入电流放大,输出电压稳定。
二、LDO低压差线性稳压器的特点1.低压差:LDO低压差线性稳压器工作时,输入电压与输出电压之间的压差很小,可以实现高精度、高稳定性的电压输出。
2.低静态功耗:由于采用线性调节方式,低压差线性稳压器的静态工作时,能量基本全部通过稳压器线性调整为热量,因此静态功耗很低。
3.超低压差:一些高性能的LDO稳压器可以实现超低压差,通常以小于0.1V的极低压差来输出稳定电压。
4.较低输出噪声:LDO低压差线性稳压器的输出噪声比开关稳压器小,适用于对噪声敏感的应用。
5.稳定性好:LDO稳压器内部采用反馈控制方式,对输入电压、负载变化等具有较好的稳定性。
三、LDO低压差线性稳压器的应用1.电源管理:LDO稳压器可以用于CPU、FPGA及其他集成电路的供电管理,在保持电源稳定的同时,提供较低噪声的电源。
2.模拟电路:LDO稳压器适合用于模拟电路的供电,可以提供较干净的电源,帮助提高系统的信噪比。
3.无线通信:在无线通信系统中,需要提供稳定的电源给射频前端和基带处理器,LDO稳压器可以满足这种需求。
ldo电压范围摘要:1.LDO 电压范围的定义和重要性2.LDO 的工作原理3.LDO 电压范围的分类4.LDO 电压范围的选择方法5.LDO 电压范围的应用领域正文:一、LDO 电压范围的定义和重要性LDO(Low Dropout Voltage)即低压差线性稳压器,是一种用于稳定电压的电源管理器件。
LDO 电压范围指的是该器件可以稳定输出的电压范围。
LDO 电压范围的定义和重要性在于,它决定了器件能否满足不同应用场景下对电压稳定性的要求。
因此,了解LDO 电压范围对于选择合适的电源管理器件至关重要。
二、LDO 的工作原理LDO 的工作原理是通过调整输出晶体管的导通程度来实现稳定输出电压。
当输入电压高于输出电压时,LDO 开始工作,通过晶体管将多余的电压转化为热量消耗掉,从而保持输出电压的稳定。
LDO 的优势在于输出电压噪声低、静态电流小、响应速度快,因此在电源管理领域得到广泛应用。
三、LDO 电压范围的分类根据输出电压的不同,LDO 电压范围可以分为以下几类:1.低压LDO:输出电压范围在1.2V 至3.3V 之间,适用于低电压设备和系统。
2.中压LDO:输出电压范围在3.3V 至12V 之间,适用于一般电子设备和系统。
3.高压LDO:输出电压范围在12V 至75V 之间,适用于高电压设备和系统。
四、LDO 电压范围的选择方法在选择LDO 电压范围时,需要考虑以下几个因素:1.负载电流:根据负载电流的大小选择合适的LDO 电压范围,以保证稳定输出电压。
2.输入电压:输入电压应高于LDO 的输出电压,以保证LDO 正常工作。
3.输出电压噪声:对于对电压噪声敏感的应用,应选择低噪声的LDO 电压范围。
4.响应速度:对于需要快速响应的系统,应选择响应速度快的LDO 电压范围。
五、LDO 电压范围的应用领域LDO 电压范围广泛应用于各类电子设备和系统中,如通信设备、计算机、家电、工业控制等领域。
概述Sipex半导体公司具有一种针对ASIC或者微控制器把电压降低的最简单且成本最低的技术,并将其应用到LDO(低压差稳压器)中。
LDO能够提供一个无噪声的,具有良好稳定性的DC电压,同时具有优秀的瞬态响应。
Sipex提供了大量宽范围电压和电流的LDO 产品。
LDO稳压器原理低压差稳压器(LDO)最大的特点是低噪声,纹波小,电路简单,固定输出时只需三个引脚。
电路原理下图所示,调整管Q1工作在放大区,起到稳压的作用Vin=Vce+Vout。
当Vout变大,VR2也变大,经放大器放大,VB也变大,则三极管管压降Vce变大,则Vout变小;反之,当Vout变小,VR2也变小,经放大器放大,VB变小,则三极管管压降Vce变小,则Vout变大。
IVIN≈IVOUT,转换效率η≈Vout/Vin。
特性小型封装低输出电压:VOUT<2V低瞬变电流:IQ<30μA低输入电压:VIN<3V低噪声,高PSRR快速打开时间<100μs,高速应用场合台式计算机外围设备电信和数据通信设备普通电子器件便携式应用机顶盒LDO电源管理器件系列产品一览表LDO目录[隐藏]LDO简介LDO概念LDO的四大要素LDO的工作条件[编辑本段]LDO简介LDO是low dropout regulator,意为低压差线性稳压器,是相对于传统的线性稳压器来说的。
传统的线性稳压器,如78xx系列的芯片都要求输入电压要比输出电压高出2v~3V以上,否则就不能正常工作。
但是在一些情况下,这样的条件显然是太苛刻了,如5v转3.3v,输入与输出的压差只有1.7v,显然是不满足条件的。
针对这种情况,才有了LDO 类的电源转换芯片。
[编辑本段]LDO概念LDO 是一种线性稳压器。
线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或FET,从应用的输入电压中减去超额的电压,产生经过调节的输出电压。
所谓压降电压,是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下100mV 之内所需的输入电压与输出电压差额的最小值。
ldo芯片LDO芯片,即低压差线性稳压器芯片(Low Dropout Regulator),是一种用于提供稳定、可靠的电压输出的集成电路。
LDO芯片的主要作用是将输入电压转换为目标输出电压,并且在输入电压发生波动时能够保持输出电压的稳定性。
LDO芯片相对于传统的线性稳压器芯片具有较低的压差,这也是其名称的由来。
传统的线性稳压器芯片的输入输出电压差需要较大,而LDO芯片的输入输出电压差可以较小,甚至可以接近零。
这也意味着LDO芯片可以将较高的输入电压转换为较低的输出电压,从而提供给负载器件。
LDO芯片的工作原理是通过内部的反馈电路来调整输出电压。
当输入电压发生波动时,反馈电路会立即检测到并且通过内部的控制电路进行调整,以保持输出电压的稳定性。
这种工作原理使得LDO芯片能够在输入电压波动较大的情况下,仍然能够提供稳定的输出电压。
LDO芯片的特点有以下几个方面:1. 低压差:相对于传统的线性稳压器芯片,LDO芯片的输入输出电压差较小,这可以降低功耗并提高效率。
2. 稳定性:LDO芯片能够在输入电压波动较大的情况下,保持输出电压的稳定性,从而保护负载器件免受电压波动的干扰。
3. 快速响应:LDO芯片能够快速检测输入电压的波动并做出相应的调整,以保持输出电压的稳定性。
4. 低噪声:LDO芯片内部的控制电路设计得较为优化,可以降低输出电压的噪声水平,提高系统的信噪比。
5. 小尺寸:LDO芯片通常采用了集成化的设计,使得其尺寸较小,能够方便地集成到各种电子设备中。
LDO芯片在很多领域都有广泛的应用,例如移动通信设备、消费电子产品、工业自动化设备等。
由于LDO芯片具有低噪声、小尺寸等特点,因此在对高稳定性要求较高的应用中经常被使用。
此外,LDO芯片还可以提供给各种负载电路所需的不同电压,满足不同电路的需求。
总之,LDO芯片作为一种集成电路,具有低压差、稳定性高、响应快等特点。
在电子设备中发挥着重要的作用,为各种负载器件提供稳定、可靠的电压输出。
LDO设计基础知识LDO(Low Dropout)是一种线性稳压器,用于滤除电压波动和保持稳定的输出电压。
它是一种常见的电子元件,常用于电源转换电路和其他电路中,具有以下几个重要特点:1.低压差:LDO可以在输入电压与输出电压之间产生极低的压差。
这意味着输入电压可以在有限范围内变化,而输出电压仍然保持稳定。
通常,LDO的压差在0.1V至0.5V之间。
2.高精度:LDO可以提供高精度的输出电压。
它可以提供常见的电压值,如3.3V、5V等,并且通常输出电压的波动范围非常小,可达0.01V以下。
3.低噪声:LDO具有低噪声性能,可以减少电源电压噪声对系统性能的影响。
这对于一些对噪声敏感的应用非常重要,如通信设备、音频设备等。
4.快速响应:LDO具有快速响应的特点,它可以在输入电压发生变化时,快速调整输出电压以保持稳定。
这对于对电压变化要求较高的应用非常重要。
LDO通常由以下几个主要部分组成:1.参考电压:参考电压是LDO的基准电压,它与输出电压相关。
它可以是内部产生的,也可以是外部输入的。
通常情况下,内部参考电压具有较高的稳定性和准确性。
2.错误放大器:错误放大器用于比较参考电压和反馈电压,并产生误差信号。
如果输出电压低于参考电压,那么错误放大器会对输出进行调整,以增加输出电压;如果输出电压高于参考电压,那么错误放大器会降低输出电压。
3.功率晶体管:功率晶体管(或称为功率开关)是LDO中的关键元件。
它可以调整输出电压,以保持在设定的参考电压附近。
4.反馈网络:反馈网络用于监测输出电压,并将信息反馈给错误放大器。
它通常由电阻和电容组成,用于滤除噪声和稳定输出电压。
在设计LDO电路时,需要考虑以下几个因素:1.载流能力:LDO的载流能力是指它可以提供的最大输出电流。
在选择LDO时,需要确定它是否能够满足应用中的需求,包括最大负载电流和稳定输出电压的要求。
2.效率:LDO的效率是指其输入功率与输出功率之比。
LDO一.LDO的基本介绍,意为低压差线性稳压器,是相对于传统的low dropoutregulatorLDO是系列的芯片都要求输入电压要78xx线性稳压器来说的。
传统的线性稳压器,如这样的但是在一些情况下,以上,否则就不能正常工作。
2v~3V 比输出电压高出,显然是不满1.7v3.3v,输入与输出的压差只有条件显然是太苛刻了,如5v转类的电源转换芯片。
足条件的。
针对这种情况,才有了LDO,FETLDO 是一种线性稳压器。
线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或从应用的输入电压中减去超额的电压,产生经过调节的输出电压。
所谓压降电压,是之内所需的输入电压与输出电压差100mV指稳压器将输出电压维持在其额定值上下(低压降)稳压器通常使用功率晶体管(也称为传递LDO额的最小值。
正输出电压的。
这种晶体管允许饱和,所以稳压器可以有一个非常低的压降电压,PNP设备)作为复合电源晶体管的传统线性稳压器的压降左右;与之相比,使用200mVNPN通常为LDO的LDO使用NPN作为它的传递设备,其运行模式与正输出为2V左右。
负输出PNP设备类似。
功率功率晶体管,它能够提供最低的压降电压。
使用更新的发展使用MOS电阻造成的。
如果负ON MOS,通过稳压器的唯一电压压降是电源设备负载电流的载较小,这种方式产生的压降只有几十毫伏。
DC-DC的意思是直流变(到)直流(不同直流电源值的转换),只要符合这个定义都可以叫DCDC转换器,包括LDO。
但是一般的说法是把直流变(到)直流由开关方式实现的器件叫DCDC。
LDO是低压降的意思,这有一段说明:低压降(LDO)线性稳压器的成本低,噪音低,静态电流小,这些是它的突出优点。
它需要的外接元件也很少,通常只需要一两个旁路电容。
新的LDO线性稳压器可达到以下指标:输出噪声30μV,PSRR 为60dB,静态电流6μA(TI的TPS78001达到Iq=0.5uA),电压降只有100mV(TI 量产了号称0.1mV的LDO)。
ldo 什么意思
LDO 是什幺
LDO 是一种线性稳压器。
线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或FET,从应用的输入电压中减去超额的电压,产生经过调节的输出电压。
所谓压降电压,是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下100mV 之内所需的输入电压与输出电压差额的最小值。
正输出电压的LDO(低压降)稳压器通常使用功率晶体管(也称为传递设备)作为PNP。
这种晶体管允许饱和,所以稳压器可以有一个非常低的压降电压,通常为200mV 左右;与之相比,使用NPN 复合电源晶体管的传统线性稳压器的压降为2V 左右。
负输出LDO 使用NPN 作为它的传递设备,其运行模式与正输出LDO 的PNP 设备类似。
更新的发展使用CMOS 功率晶体管,它能够提供最低的压降电压。
使用CMOS,通过稳压器的唯一电压压降是电源设备负载电流的ON 电阻造成的。
如果负载较小,这种方式产生的压降只有几十毫伏。
LDO 是低压降的意思,这有一段说明:低压降(LDO)线性稳压器的成本低,噪音低,静态电流小,这些是它的突出优点。
它需要的外接元件也很少,通常只需要一两个旁路电容。
新的LDO 线性稳压器可达到以下指标:输出噪声30μV,PSRR 为60dB,静态电流6μA,电压降只有。
Translated by flytigery 2007/8/16
简介
这篇报告告诉你如何理解LDO的一些术语和定义,如稳压块的压降,静态电流,待机电流,效率,瞬态响应,线性/负载调整率电源纹波抑制比,输出噪声电压,精度,功耗等。
而且在介绍每一个概念时都给出了例子加以说明。
1压降
压降被定义为输入电压与输出电压之间的差,当输入电压下降到一定程度时输出电压将不再维持在一个恒定的电压。
该点发生在输入电压不断接近输出电压时。
图1是一个典型的LDO 电路,在非调整区域PMOS可以看作一个电阻,电压降下量可以表示为
Vdropout=Io*Ron
举个例子,下图是TPS76733的输入输出特性,输出1A的时候它的压降是350mV,从输入电压是3.65V的时候输出电压就开始下降从2V到3.65V是该LDO的非调整区域。
输入电压如果低于2V将不会有输出,也就是说LDO不动作。
比较低的电压降有利于提高LDO 的效率。
2静态电流
静态电流,也被叫做流向地的电流,定义为输出电流与输入电流的差。
图3定义了静态电流Iq=Ii-Io。
减小静态电流有助于提高LDO 的效率。
静态电流由调整管的偏置电流(比如说参考电压消耗电流,采样电阻消耗电流,误差放大器消耗电流)和驱动调整管基级的电流组成它的大小主要由调整管,LDO的结构,和环境温度决定。
对于双级型晶体管,静态电流随着负载电流成比例的增加,因为双级型晶体管是电流驱动器件。
另外在非调整区域,由于发射级和基级寄生电流路径的影响静态电流也会增加,该寄生电流路径是由于基级电压比输出电压低所引起的。
对于MOS管,静态电流几乎不随负载的变化而变化,几乎是一个恒定值,因为MOS管是电压驱动器件。
对采用MOS管的LDO来说对静态电流有贡献的只有参考电压的消耗,采样电阻消耗电流,误差放大器消耗电流。
在应用中如果对静态电流的消耗比较苛刻的话,最好是采用MOS管作为调整管的LDO
理解LDO的一些术语和定
义
3待机电流
待机电流是指带有使能信号的LDO,当该信号关闭的时候LDO消耗的电流。
参考电压和误差放大器同样也处于不供电的状态,在待机模式的时候,请参考图4
4效率
LDO的效率与输入输出电压,静态电流有关,计算公式如下
效率=(Vo*Io)/[(Io+Iq)*Vin]*100%
为了尽可能提高效率,必须使压降和静态电流尽可能小。
另外输入和输出电压之间的差也应该尽可能小,因为LDO的消耗=(Vi-Vo)*Io 如果不考虑负载的话,输入输出电压的差是决定效率的一个至关重要的参数。
例子
1、在下面的条件下3.3V的LDOTPS76933最低的效率是多少?输入电压范围3.6~4.5V,输出电流范围是80mA~100mA
最大的静态电流是17uA,最低的效率是多少?
2、如果输入电压范围是3.6~4V在上面的同样条件下,最低的效率又是多少?
5瞬态响应
瞬态响应被定义为在输出阶跃电流条件下,输出电压的最大允许变化量
瞬态响应通常与输出电容大小,其等效ESR,旁路电容,最大允许负载电流大小有关
瞬态电压的变化量可以定义为:
Δt1与LDO闭环带宽有关,ΔVESR是由于输出电容的ESR导致的变化量的大小,实际应用决定了这个值应该多小。
图5是一个1.2VLDO的瞬态响应过程,输出电容的大小为4.7uF,瞬间负载吸收将近90mA的电流,电压最大的下降量为120mV,如图所示。
随后在1us的时间里LDO控制环路对负载电流的变化做出相应(Δt1=1us),LDO的带宽决定了Δt1大小,最后17us之内输出电压达到稳定状态。
为了获得更好的瞬态响应,LDO需要更宽的带宽,更大的输出容量,低ESR电容(当然要满足CSR要求)
6线性调整率
线性调整率是一个反映输入电压变化的时候对输出电压的影响的一个量,被定义为
图6是TPS76933输入电压瞬态响应结果,左边是输入电压,右边是输出电压,由于输入电压的变动,输出电压有轻微的变化
图7是输出电压对输入电压的图示,虚线是由于输入的变化引起输出的变化图示。
增加LDO的开环增益有助于提高线性调整率
(该段为概略翻译)
7负载调整率
负载调整率是衡量LDO在负载电流变动的情况下,输出电压保持恒定的一种能力。
被定义为
输出电压最大的变动情况是负载电流从0变到它允许的最大值或者最恶劣值。
如图8所示。
负载调整率取决于ΔVLDR
9TPS76350 5VLDO提高开环增以有助于
因为负载调整率同线性调整率一样是一个稳定的参数。
图是的输出电压对输出电流的曲线。
改善负载调整率。
8纹波抑制比
电源噪声抑制比也被叫做纹波抑制比。
是衡量LDO对输入电压电源变动抑制的一种能力,与线性调整率不同的一点是,纹波抑制比需要考虑很宽的频率范围。
纹波抑制比的定义:
(所有频点)
举个例子,频带为100kHz到1MHz范围内的纹波抑制比对于DC/DC电源给线性电源供电的结构来说非常重要,因为DC/DC电源纹波频率正好在这个范围之内。
图10所示的100kHz到1MHz范围内LDO的纹波抑制比就不怎么好。
ESR
控制环路往往是决定纹波抑制比的主要因素,大的输出电容,低,追加旁路电容能够改善纹波抑制比。
当然前提条件是能够满足CSR的要求。
9输出噪音电压
输出噪音电压是指在一定的频率范围内噪声电压RMS值(通常是10Hz到100kHz)。
在负载一定的条件,输入电压没有噪声,考察输出电压的噪声。
该噪声只有LDO所产生。
大多数的噪音是由LDO内部参考电压产生的,正常的噪音电压范围为100到500uV。
TI-TPS764**系列LDO提供了一个端子外接一个
0.01uF 4.7uF
旁路电容以减少输出噪音。
该旁路电容与内部电阻组成低通滤波器减少输出噪音。
使用的旁路电容和的输出电容TI-TPS764**系列LDO就能将输出噪音限制在50uV以下。
10LDO的不稳定性
LDO厂商通常会提供LDO的CSR对输出电流的特性曲线。
因为CSR的大小影响LDO的稳定性。
CSR的大小等与输出电容ESR的大小与追加电阻大小之和。
如果输出电容太小的话,可以串一个电阻。
图是与输出电流特性曲线,还有一个名字死亡通道
ESR12CSR““该图可以看出CSR值必须在0.2Ω到9Ω之间,这样LDO才够稳定。
固体钽电容,铝电容,陶瓷电容都可以做为输出电容使用只要满足CSR要求。
11精度
考虑到线性调整率,负载调整率,参考电压漂移,误差放大器电压漂移,外部取样电阻的精度,温度系数等综合参数的总体LDO
影响,我们有了精度这个概念。
对LDO输出电压变化影响最大的是温度。
因为参考电压和误差放大器对温度的变化比较敏感。
其次是电阻的精度。
线性调整率,负载调整率,增益误差对精度的影响只有1%到3%
例子
在下面的条件下,图的精度是多少
13LDO?
0~125
温度范围:℃
温度系数:100ppm/℃
采样电阻的精度:0.25%
±5mV±10mV
负载调整率和线性调整率分为为和
参考电压的精度为1%
输出电压计算公式:
所以LDO总的精度为:
12功耗和节点温度
大多数的LDO为了确保能够正常动作都会指定它的最大节点温度。
最大节点温度范围之内,LDO不会损坏。
为了保证节点温度不至于过高,LDO的功耗必须限定在一定的范围之内。
有必要计算最大允许功耗Pdmax和实际功耗Pd。
很显然Pd必须小于等于Pdmax。
这里,Tjmax为节点最高温度
TA为环境温度
Rθja为节点温度到环境温度的热阻
LDO功耗计算公式:
图14是TI几个LDO的功耗在不同的输入输出压差的情况下与输出电流关系曲线。
最大功耗使用公式10计算,实际功耗用公式11计算。
最大功耗不能超过图示的安全使用领域。
如果节点温度超过165℃LDO将会关闭输出,温度降到140℃之后输出又会恢复,LDO也能够正常动作。
13总结
这篇应用讲述了LDO的一些基本概念和参数定义。