LDO低压差线性稳压器-知识总结.doc

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LDO
一^ LDO的基本介绍
LDC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，,，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。
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 MOS功率晶体管，它能够提供最低的压降电压。使用 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。如果负
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（ LDQ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30卩V, PSRF为60dB,静态电流 6卩A（TI的TPS78001达到lq= ）， 电压降只有100mV（）。LDO线性稳压器的性能之 所以能够达到这个水平，主要原因在于其中的调整管是用 P沟道MOSFET
而普通的线性稳压器是使用 PNP晶体管。P沟道MOSFE是电压驱动的，不
需要电流，所以大大降低了器件本身消耗的电流；另一方面，采用 PNP晶体
管的电路中，为了防止 PNP晶体管进入饱和状态而降低输出能力， 输入和
输出之间的电压降不可以太低；而 P沟道MOSFE上的电压降大致等于输出
电流与导通电阻的乘积。由于 MOSFET^导通电阻很小，因而它上面的电压
降非常低。
如果输入电压和输出电压很接近，最好是选用 LDO稳压器，可达到很高
的效率。所以，在把锂离子电池电压转换为 3V输出电压的应用中大多选用
LDO稳压器。虽说电池的能量最後有百分之十是没有使用， LDO稳压器仍然
能够保证电池的工作时间较长，同时噪音较低。
如果输入电压和输出电压不是很接近，就要考虑用开关型的 DCDCT,
因为从上面的原理可以知道， LDO的输入电流基本上是等于输出电流的，如
果压降太大，耗在 LDO上能量太大，效率不高。
DC-DC转换器包括升压、降压、升 /降压和反相等电路。 DC-DC转换器的
优点是效率高、可以输出大 电流、静态电流小。随著集成度的提高，许多新型 DC-DC转换器仅需要几只
外接电感器和滤波电容器。但是，这类电源控制器的输出脉动和开关噪音较 大、成本相对较高。
近几年来，随著半导体技术的发展，表面贴装的电感器、电容器、以及 高集成度的电源控制芯片的成本不断降低，体积越来越小。由于出现了导通 电阻很小的MOSFE可以输出很大功率，因而不需要外部的大功率 FET。例
如对于3V的输入电压，利用芯片上的 NFET可以得到5V/2A的输出。其次，
对于中小功率的应用，可以使用成本低小型封装。另外，如果开关频率提高 到1MHz还能够降低成本、可以使用尺寸较小的电感器和电容器。有些新 器件还增加许多新功能，如软启动、限流、 PFM或者PWM方式选择等。
总的来说，升压是一定要选 DCDC勺，降压，是选择 DCDC还是LDO要
在成本，效率，噪声和性能上比较。
二丄DO原理分析
根据调整管的工作状态，我们常把稳压电源分成两类：线性稳压电源和开关稳压电源。
此外，还有一种使用稳压管的小电源。 这里说的线性稳压电源， 是指调整管工作在线性状态
下的直流稳压电源。 而在开关电源中则不一样，开