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文档分类:通信/电子

LDO低压差线性稳压器-知识总结.doc


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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,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。
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=0.5uA ), 电压降只有100mV(TI量产了号称0.1mV的LDO)。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,开关管是工作在开、关两种状态下的。 简单
介绍下分类:
NPN稳压管:内部用一个 PNP管控制达林顿调整管。
LDO稳压管
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  • 时间2021-09-27