LDO的基本構架和工作原理
發布時間:2023-05-24 責任編輯:lina
【導讀】LDO,全稱低壓差線性穩壓器(Low Dropout Regulator),屬於線性電源,應用時所需要的外接元件較少,一些型號的LDO隻需在輸入端和輸出端各接一個濾波電容。
LDO,全稱低壓差線性穩壓器(Low Dropout Regulator),屬於線性電源,應用時所需要的外接元件較少,一些型號的LDO隻需在輸入端和輸出端各接一個濾波電容。
通過電阻R1、R2對輸出電壓進行采樣,將采集的電壓與基準電壓(期望輸出電壓值)進行比較、放大,再通過PMOS管柵極(PNP三極管基極)反饋給輸入部分,通過調節晶體管的導通壓降進行動態的輸出穩壓。
注意:① 無論晶體管是PMOS還是PNP,一定要工作在線性區(放大狀態)。② 由於晶體管的導通壓降很小,輸入輸出電壓的差值可以降至很小,所以稱之為低壓差③ 負反饋的拓撲決定了LDO的輸出電壓十分穩定。
LDO在鋰電池充電器中的應用
如ru上shang圖tu所suo示shi,在zai鋰li電dian池chi充chong電dian器qi中zhong,隨sui著zhe鋰li電dian池chi的de使shi用yong時shi間jian增zeng加jia,可ke能neng使shi得de鋰li電dian池chi的de電dian壓ya逐zhu漸jian降jiang低di,而er應ying用yong電dian路lu則ze需xu要yao一yi個ge穩wen定ding的de供gong電dian電dian壓ya,如ru2.5V,這樣,隻需在鋰電池和應用電路之間加入一個LDO,當LDO的輸入電壓在工作電壓變化範圍內時,LDO的輸出電壓都是穩定的(2.5V),此時就可以通過LDO的輸出電壓對應用電路進行供電。LDO的應用範圍很廣,然後,現在的LDO仍然存在很多技術指標上的不足,例如:Dropout電壓比較大,靜態電流比較大,轉換效率低,輸出電流較小等,為了彌補這些技術指標的不足之處,LDO朝著以下幾個方向發展: (1)Dropout電壓越來越低;(2)靜態電流越來越小;(3)輸出電流越來越大;(4)輸出噪聲越來越低;(5)電容所需數量越來越少;(6)附加功能越來越完善;(7)封裝麵積越來越小; 其中輸出大電流方向是LDO發展的一個重要方向,因此,本文主要研究LDO的大電流,高穩定性方向。
LDO的基本構架和工作原理
LDO是一種直流降壓型的線性穩壓器,其在輸入電壓或者負載電流發生變化的情況下仍然可以保持穩定的輸出電壓。
如今的LDO電路具有體積小,噪聲低,功耗低,價格低廉,使用方便等特點,但其基本的結構比較簡單,包含了電壓基準源(VREF),誤差放大器(EA),調整管(MPASS),反饋電阻(Rl,R2)四個模塊,如下圖所示。其中:
電壓基準源為誤差放大器提供了高精度的基準電壓,誤差放大器、調整管以及反饋電阻組成了LDO的控製環路,當輸入電壓或者負載電流變化的時候,輸出電壓VoUT也要做出相應的變化,此時LDO通過它的控製環路的負反饋調節作用可以抑製輸出電壓Votrr的變化。
如圖下所示,當輸出電壓降低時,通過反饋電阻R1,R2的分壓作用,反饋電壓VFB也相應的降低,基準電壓源於誤差放大器的反向輸入端提供了穩定的參考電壓,反饋電壓VFB接誤差放大器的正向輸入端,誤差放大器的輸出電壓VEA相應減小。
之後調整管MPASS的柵極電壓降低,柵源電壓差值增加,漏極電流增加,輸出電壓Votrr相應增加,抑製了輸出電壓Votrr的降低,從而保持在穩定的輸出。
誤(wu)差(cha)放(fang)大(da)器(qi)用(yong)來(lai)比(bi)較(jiao)輸(shu)出(chu)反(fan)饋(kui)取(qu)樣(yang)信(xin)號(hao)與(yu)基(ji)準(zhun)電(dian)壓(ya),並(bing)將(jiang)差(cha)值(zhi)信(xin)號(hao)經(jing)放(fang)大(da)後(hou),輸(shu)出(chu)到(dao)調(tiao)整(zheng)管(guan)的(de)柵(zha)極(ji),控(kong)製(zhi)調(tiao)整(zheng)管(guan)的(de)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai),使(shi)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)保(bao)持(chi)穩(wen)定(ding)。其(qi)在(zai)LDOxianxingwenyaqizhongyutiaozhengguanyiqikebeikanzuokuadaofangdaqi,qikuadaozhijieyingxiangwenyaqidedianyatiaozhenglvhefuzaitiaozhenglvtexing。jiangdidianyatiaozhenglvhefuzaitiaozhenglvxuzengdakuadao,erzheshibihuizengdadianluzhongdepianzhidianliu。
但是還必須滿足低靜態電流流過的要求:LDO穩壓器的輸出阻抗比較高,受負載的影響較大,容易造成係統的不穩定。通常利用輸出電容的等效串聯阻抗(ESR)進行頻率補償改善其穩定性。 誤差放大電路通過采樣電阻得到與輸出電壓Vout成比例的反饋電壓Vfb,將Vfb與基準電壓Vref進行比較,輸出一誤差放大信號Vdrive,從而控製調整管M1(PMOS管)柵極電位,實現對M1輸出電流的調節,使Vout穩定;同時通過采用動態零點頻率補償保證了穩壓器工作的穩定性。 在深度負反饋中,LDO線性穩壓器的輸出電壓僅僅取決於控製環路的電阻比值和基準電壓(VREr),而與輸入電壓以及負載電流等其他參數的大小無關,在一定範圍的電源電壓下,若要增大LDO的輸出電壓,則需減小反饋係數(F)或增大基準電壓(VREF),這需要根據實際電路的輸出電壓要求來確定。
免責聲明:本文為轉載文章,轉載此文目的在於傳遞更多信息,版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題,請聯係小編進行處理。
推薦閱讀:
如何設計用於牲畜監測、車隊管理和工業 4.0 物流的多重連接跟蹤係統
助推成渝雙城經濟圈建設,第十一屆中國(西部)電子信息博覽會強勢來襲
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
- 1200餘家企業齊聚深圳,CITE2026打造電子信息產業創新盛宴
- 掌握 Gemini 3.1 Pro 參數調優的藝術
- 築牢安全防線:電池擠壓試驗機如何為新能源產業護航?
- Grok 4.1 API 實戰:構建 X 平台實時輿情監控 Agent
- 電源芯片國產化新選擇:MUN3CAD03-SF助力物聯網終端“芯”升級
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall




