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2024-03-07 19:36:48

何为LDO（low dropout regulator） - 知乎

何为LDO（low dropout regulator） - 知乎首发于电子和AI切换模式写文章登录/注册何为LDO（low dropout regulator）EE林也是E_林；关注AI,硬件，新媒体笔者E林转至我的公众号一、前言在一个电路板中，我们会用到各式各样的电压，一般我们获取这些电压的途径无非3点，一个从外部引入，做滤波隔离处理；另一个则是电路板内部转换，内部转换无非就是用电源芯片管理芯片来转换所需要的电压。一般我们使用的电源管理芯片无非就是LDO和DC-DC 今天我们来聊聊的是LDO。LDO=low dropout regulator，低压差+线性+稳压器。 “低压差”：输出压降比较低，例如输入3.3V，输出可以达到3.2V。 “线性”：LDO内部的MOS管工作于线性电阻。 “稳压器”说明了LDO的用途是用来给电源稳压。由于一般的LDO封装都比DC-DC小的多，并且成本也低得多，因此在很多产所中，我们会使用到LDO来转换我们所需要的电压，当然在选择使用LDO的前提下，是需要满足对噪声的反应和耗电等基本要求的。一片spx1117m3-3.3只需要5毛钱左右，而一片TPS5430则需要5块钱，可见LDO的成本是低的很多的。由上图可以看出，LDO的使用和型号特点；一般的LDO芯片均为一个输入、一个输出、一个使能、一个地，而不像DC-DC电源芯片一样，还需要通过外设的电阻来得到输出电压。型号命名特点，则是芯片型号中，就自带有了输出电压，因此在选型的时候，方便了不少。以上两点也是你们以后区别电源芯片是DC-DC还是LDO的重要依据。这段比较晦涩，但是却是选型LDO的重要点：你们选择地看吧在大多数应用中,LDO 主要用于将灵敏的负载与有噪声的电源相隔离。与开关稳压器不同,线性稳压器会在通路晶体管或MOSFET(用来调节和保持输出电压来达到所需的精度)中造成功率耗散。因此,就效率而言,LDO 的功率耗散会是一个显著劣势,并可能导致热问题。所以, 设计工程师需要通过尽可能降低 LDO 功率耗散,来提升系统效率和避免热复杂性,这一点很重要。二、从LDO芯片内部结构来分析上图中看出了LDO芯片，内部为一个P-MOS+一个运放+2个电阻因此LDO核心架构：P-MOS+运放，通过芯片内部已经设置好的电阻来达到调节P-MOS的输出，而得到该芯片的输出电压。LDO工作原理就一句话：通过运放调节P-MOS的输出。三、几个重要参数一般来说，看到这里，你基本可以算是入门了，普通的选型工作也足够应付。下面来聊聊一些LDO的参数，有助于根基的稳固。压差压差(VDROPOUT)是指输入电压进一步下降而造成 LDO 不再能进行调节时的输入至输出电压差。裕量电压裕量电压是指 LDO 满足其规格所需的输入至输出电压差。效率LDO 的效率由接地电流和输入/输出电压确定: 若需获得较高的效率,必须最大程度地降低裕量电压和接地电流。此外,还必须最大程度地缩小输入和输出之间的电压差。输入至输出电压差是确定效率的内在因素,与负载条件无关。例如,采用 5 V 电源供电时,3.3 V LDO 的效率从不会超过 66%,但当输入电压降至 3.6 V 时,其效率将增加到最高 91.7%。LDO 的功耗为(VIN – VOUT) × IOUT。如果你觉得得笔者的文章对你有帮助，赏个鸡腿吃吃欢迎关注我的公众号http://weixin.qq.com/r/Fi-QyEzEgBH-rQir93oE (二维码自动识别)资源下载：在公众号后台回复：下载|郭天祥十天学会FPGA(cpld)视频下载|Cadence17.0下载|于博士Cadence视频教学下载|Altium Designer（AD）合集下载|FPGAs For Dummies下载|《爱上制作：75个最棒的制作项目》下载|Verilog数字系统设计教程(第2版)下载|《电路》下载|小米发布会PPT编辑于 2018-07-06 09:11电源硬件工程师赞同 22221 条评论分享喜欢收藏申请转载文章被以下专栏收录电子和AI聊一些电子和最新科

一文搞懂LDO基础知识 - 知乎

一文搞懂LDO基础知识 - 知乎切换模式写文章登录/注册一文搞懂LDO基础知识软磨硬泡同名微信公众号：软磨硬泡

——分享硬件开发学习笔记三炮儿每周二早七点分享/更新一篇硬件开发学习笔记学习分享以助能力增长♥经验交流以期跻身一流目录1. LDO是什么？2. LDO工作原理—以PMOS型为例3. LDO的主要参数4. LDO选型设计5. PCB Layout设计 6. LDO的特点✍LDO作为电子产品中使用最多的电源芯片之一，它具有低压差、纹波噪声小等特点。1. LDO是什么？无论是上拉还是下拉电阻，本质都是电子元器件中的一个常用器件：电阻；LDO是低压差线性稳压器“Low Dropout Regulator”的英文缩写；顾名思义，三炮儿是这样理解的，低压差：输入电压与输出电压的差值低；线性：指的是MOS基本工作在线性区，即可变电阻区；稳压：当输入电压VIN在正常范围内时，输出电压VOUT都稳定在一个我们需要的固定电压值；举个栗子，输入电压VIN为1.6~5.5V，输出电压VOUT始终保持在1.2V。LDO Typical Applications从上图可以看出，LDO的使用方式简单，只需在外围加几颗电容；但它能构建低噪声电源为敏感电路供电。LDO的外围电路应简单，与其构造原理密不可分。2. LDO工作原理—以PMOS型为例从拓扑图可以看出LDO内部主要由几个部件构成：基准参考电压源、误差放大器、分压取样电阻(构成反馈网络)，以及调整元件；其核心是调整元件（MOSFET/晶体管）和误差放大器。输出电压的计算公式为VOUT = VREF×（1+R0/R1）乍一看公式，输出电压的大小与输入电压的大小无关，但其实并不是无关的，需要满足一定的压差和耐压。前面说了，LDO的作用更是稳定一个固定电压值输出，若负载导致输出电压变化，LDO是怎样将输出电压稳定在固定值的呢？LDO的反馈调整稳压过程请参考下图当输出电压VOUT因负载功耗变化而减小，分压取样电阻R1所分配的电压VR1减小，即误差放大器正相端电压V+减小，V+与基准参考电压VREF的差值减小，误差放大器的输出也随之减小，使G极电压VG减小，G极与S极的电压差VGS也减小，即压差绝对值|VGS|增大，电流Isd增大，VOUT随之增加；以上是一次反馈调整过程，经过不停调整使VOUT稳定在设定值。VOUT↓ ->VR1↓ ->V+↓ ->VG↓ -> |VGS| ↑ ->Isd↑ ->VOUT ↑有些LDO的工作状态是被设计在恒流区的仍以PMOS为例说明，请参考下图如果VOUT 减小，根据基尔霍夫电压定律，在整个回路中，VIN -VOUT =VSD，即 VIN -VOUT = -VDS，当VOUT 减小时，则 (-VDS)随之增大，工作点由A点移向B点，当VOUT 减小的同时，VR1随之减小，即V+减小；V+与基准参考电压VREF的差值减小，误差放大器的输出也随之减小，使G极电压VG减小，G极与S极的电压差VGS也减小，工作点由B点移向C点，即ID 增大（Isd增大），Vout 增大。除了PMOS型架构LDO，还有NMOS型，NPN型晶体管、PNP晶体管型。3. LDO的主要参数3.1 压降Vdrop压降电压 Vdrop是指为实现正常稳压，输入电压 VIN必须高出所需输出电压 VOUT 的最小压差，其最小压差是由其架构和工艺决定的，现在的的 LDO 一般采用 CMOS 工艺，压降大大降低，通常为数百毫伏。3.2 输入电压VIN通常指 LDO 正常工作的输入电压范围，其范围在LDO 正常工作的最低输入电压和最大能承受的电压之间。3.3 输出电压VOUT固定输出电压型的LDO，一般把反馈环路（分压取样电阻）内置，常见的输出电压值有 1.2V、1.5V、1.8V、2.5V、3.3V 等；此外也有输出电压可调型的LDO，一般通过外部反馈电阻，将输出电压调整到期望值3.4 输出电流 IOUTLDO 正常工作是的最大输出电流3.5 线性调整率LDO输入变化对输出的影响，即在负载一定的情况下，输出电压变化量和输入电压变化量之比。线性调整率越小越好。计算公式如下：3.6 负载调整率一般指在给定负载变化下的输出电压的变化，这里的负载变化通常是从无负载到满负载。负载调整率越小越好。计算公式如下：3.7 瞬态响应表示负载电流突变时引起的输出电压的最大变化，它是输出电容及其等效串联电阻和旁路电容的函数；其中输出电容的作用是提高负载瞬态响应的能力，也起到了高频旁路的作用。3.8 PSRR-电源抑制比PSRR 是一个尤为重要的技术参数，在许多 LDO 规格书中都会列出。它表征了特定频率的干扰信号从 LDO 输入衰减到输出的程度，线性调整率只有在直流电时才需要考虑，但是电源抑制比必须在宽频率范围上考虑，PSRR是一个用来描述输出信号受电源影响的参量，PSRR越大，输出信号受到电源的影响越小。3.9 噪声理想的 LDO 能生成没有交流元件的电压轨。实际应用时，LDO 本身也会向其他电子元器件一样产生噪声。3.10 输出电压VOUT静态电流静态电流 IQ 是系统处于待机模式且在轻载或空载条件下所消耗的电流。此电流很小，但在对于大部分时间都处于待机或关机模式的应用，如智能手表等，静态电流将产生重大影响。3.11 工作温度工作温度指LDO的正常工作温度范围3.12 热参数结到环境空气热阻 (RθJA)是LDO 选型时需要考虑的最重要特性之一，热阻与封装大小有关，需结合压降、负载情况选择相应的封装工作环境温度+压降×输出电流×RθJA 不能超过产品或LDO的工作环境温度，一般还需要一定程度的降额。3.12 过流保护在有些应用场景需要限流保护，因此部分LDO有过流保护功能，一旦超过电流限制，输出电压不再进行调节。4. LDO选型设计选型时，首先要先明确自己的需求，还要进一步看清规格书中，某一良好指标所对应的其他参数要求，不然容易给自己挖坑。4.1 满足输入输出电压（最小压降）、输出电流外；4.2 还应根据具体使用场景着重考虑噪声、PSRR、温升等参数是否满足性能和降额要求；例如PLL锁相环，ADC、CMOS图像传感器等器件对噪声和PSRR的要求很高，有的图像传感器应用中，要求其供电LDO在800kHz频率点处的PSRR ＞45。关于PSRR：需要注意的是，有些LDO的PSRR乍一看很高，但针对的是低频场景，要看曲线图中需要考虑的频率点的PSRR，举一反三，其他参数可能也是如此。4.3 输入电容输入电容能不仅对调整器的输入进行滤波，还能抵消输入线较长时产生的寄生电感效应，防止电路产生自激振荡。一般，输入端采用2个以上电容并联设计，用来滤波、消除振荡作用。温度对电容特性的影响不可忽略，一般电容需要进行70%的降额，钽电容降额一般在50%。4.4 输出电容LDO的性能指标受输出电容的影响，其中，容值、ESR对电路频率响应的影响最为主要，输出电容及其ESR选择不当，容易引起电路的自激振荡；在电容选型时，要考虑温度对容值、ESR的影响，以保证在整个温度范围内电路都是稳定的。此外，LDO控制环路的带宽有限，可利用输出电容提供快速瞬变所需的大部分负载电流。1uF电容产生约90mV的负载瞬变10uF电容将负载瞬变降低至约80mV22uF电容将负载瞬变降低至约60mV在PCB单板面积允许的情况下，增加输入输出端的电容，以改善LDO PSRR、纹波等性能4.5 供应链关系考察供应商资质，主要涉及到价格、供货可持续性，以及物料可替代性等影响器件品控、成本和可持续交付的因素。5. PCB Layout 设计输入输出电容靠近相应管脚摆放；输入输出走线尽可能宽、可铺铜，尽可能短；输出电压可调LDO的外部反馈电阻靠反馈管脚放置；大的GND焊盘须打过孔以便散热，背面须开阻焊窗；输入输出的GND尽量汇接在一起单点接地，保持完整的回流6. LDO的特点6.1 外围电路简单，价格便宜相比DCDC转换器的应用需要电感、电容、电阻、二极管等外围器件，且布局也有讲究，LDO的应用设计简单，除了输入、输出端加上滤波电容，或者输出端增加并联电阻做假负载外，不需要其他外围器件；LDO芯片价格一般相对便宜，且外围电路简单，成本低。6.2 噪声低、纹波小其原理为线性调节不会产生开关噪声，噪声小、输出电压纹波小。6.3 效率较低LDO应用中要注意输入电压与输出电压差不能太大，否则效率会非常低，温升也增加大。LDO效率可通过η= Vout/Vin ×100%，比如，输入电压Vin为12V，输出电压Vout为3.3V，计算得出效率η=27.5%，效率很低。在LDO应用时时，尽量减小输入输出电压差，注意效率和温升。以上为三炮儿关于LDO的一些认识和理解，不足之处，请大牛不吝赐教，谢谢。END这里是软磨硬泡公众号，号主三炮儿的硬件开发学习笔记、经验分享学习分享以助能力增长，经验交流以期跻身一流编辑于 2023-11-27 22:22・IP 属地江苏硬件工程师赞同 21添加评论分享喜欢收藏申请

电子电路学习笔记（14）——LDO(低压差线性稳压器)_ldo电路-CSDN博客

电子电路学习笔记（14）——LDO(低压差线性稳压器)

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低压差线性稳压器

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一、简介

LDO（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。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。

二、分类

PMOS LDO：常见的LDO是由P管构成的，由于LDO效率比较低，因此一般不会走大电流。 NMOS LDO：针对某些大电流低压差需求的场合，NMOS LDO应运而生。传统PNP LDO：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。传统NPN LDO：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。

三、工作原理

LDO=low dropout regulator，低压差+线性+稳压器。

低压差：输出压降比较低，例如输入3.3V，输出可以达到3.2V。线性： LDO内部的MOS管工作于线性电阻。稳压器：说明了LDO的用途是用来给电源稳压。

3.1 内部结构

以PMOS LDO为例：

LDO内部基本都是由4大部件构成，分别是分压取样电路、基准电压、误差放大电路和晶体管调整电路。

分压取样电路：通过电阻R1和R2对输出电压进行采集；基准电压：通过bandgap（带隙电压基准）产生的，目的是为了温度变化对基准的影响小；误差放大电路：将采集的电压输入到比较器反向输入端，与正向输入端的基准电压（也就是期望输出的电压）进行比较，再将比较结果进行放大；晶体管调整电路：把这个放大后的信号输出到晶体管的控制极（也就是PMOS管的栅极或者PNP型三极管的基极），从而这个放大后的信号（电流）就可以控制晶体管的导通电压了，这就是一个负反馈调节回路。

3.2 负反馈流程

以PMOS LDO为例：

反馈回路

当输出电压

V_{out}

Vout由于负载变化或其他原因电压下降时，两个串联分压电阻两端的电压也会下降，进而A点电压下降，A点的电位和基准电压

V_{REF}

VREF电位相比较，误差放大器会减小它的输出，使得PMOS管G极电压下降，PMOS管

V_{S}

VS电压不变，进而使得

∣

|V_{GS}|

∣VGS∣的压差增加（我们用Vgs和Vds的绝对值描述PMOS更直观），

I_{SD}

ISD会增加，输出电流

I_{out}

Iout增加就会使得输出电压

V_{out}

Vout上升，完成一次反馈控制，使得

V_{out}

Vout又回到正常电位。过程如下：

↓

—

↓

—

↓

—

↑

—

↑

V_{out}↓——>V_{A}↓——>V_{G}↓——>I_{out}↑——>V_{out}↑

Vout↓——>VA↓——>VG↓——>Iout↑——>Vout↑ 当输出电压

V_{out}

Vout增大时，A点电压

V_{A}

VA增大，放大器输出电压增加，PMOS管的G极电压

V_{G}

VG增大，

∣

|V_{GS}|

∣VGS∣减小，PMOS的输出电流

I_{SD}

ISD减小，输出电压

V_{out}

Vout减小。过程如下：

↑

—

↑

—

↑

—

↓

—

↓

V_{out}↑——>V_{A}↑——>V_{G}↑——I>_{out}↓——>V_{out}↓

Vout↑——>VA↑——>VG↑——I>out↓——>Vout↓

PMOS驱动的反馈

上面的描述中有两个地方格外介绍下，其一是，当

V_{A}

VA小于

V_{REF}

VREF时，G点的电位就会减小，通俗点理解，运算放大器总是倾向于使得正（+）负（-）输入端的电压相等，因此，当

V_{A}

VA小于

V_{REF}

VREF时，运放就会减小输出。另一点是，G电位下降后为什么

I_{out}

Iout就上升呢？这就涉及到PMOS工作状态，下图是PMOS的输出特性曲线，或者叫做伏安特性曲线，是PMOS本身的一个特性，根据G、D、S电压不同，MOS会工作在不同的区域，即可变电阻区，饱和区(恒流区)，截至区。LDO中的MOS是工作在恒流区的。顺着下图绿色箭头指示方向

∣

|V_{GS}|

∣VGS∣逐渐上升，

I_{D}

ID跟着

∣

|V_{GS}|

∣VGS∣上升而上升，而这段区域内不管

V_{DS}

VDS怎么变换

I_{D}

ID基本不变，换句话说，恒流区内，

I_{D}

ID只受

∣

|V_{GS}|

∣VGS∣控制，因此基于MOS的放大器有时也被叫做跨导放大器。这就是PMOS LDO工作原理的核心部分。

LDO工作原理就一句话：通过运放调节P-MOS的输出。

四、主要参数

输入输出压差（Dropout Voltage）：对于LDO来说，输入电压是高于输出电压的，但是两者压差一般都是很小，LDO的输入电流几乎等于输出电流，因此压差越大，效率越低（本身吃掉了很多能量电流×晶体管压降），压差越小，LDO电压转换效率越高以及能量损耗越小。压差(

V_{DROPOUT}

VDROPOUT)是指输入电压进一步下降而造成 LDO 不再能进行调节时的输入至输出电压差。在压差区域内，调整元件作用类似于电阻，阻值等于漏极至源极导通电阻（

RDS_{ON}

RDSON）。压差用

RDS_{ON}

RDSON和负载电流表示为：

V_{DROPOUT} = I_{LOAD}×RDS_{ON}

VDROPOUT=ILOAD×RDSON 电源抑制比（PSRR）： LDO的 PSRR数据是用来量化LDO对不同频率的输入电源纹波的抑制能力的，它反映了LDO不受噪声和电压波动、保持输出电压稳定的能力。在特定频段内，PSRR越大越好。 100K到1MHz内的PSRR非常重要，这个是DCDC的噪声频率范围，LDO经常作为DCDC的下一级，要有能力滤除来自DCDC的大量噪声。在ADC，DAC，Camera的AVDD供电上，我们要选择PSRR大于80dB（@100Hz）的LDO。LDO的环路控制往往是确定电源抑制性能的主要因素，同时大容量，低ESR的电容对电源一直也非常有用，建议选择陶瓷电容。 PSRR与频率有关，LDO的规格书一般会给出几个频点的PSRR值。噪声（Noise）：不同于PSRR，噪声是指LDO自身产生的噪声信号，低噪声的LDO稳压芯片可以很好的降低LDO产生的额外噪声，输出的电压更纯净，噪声一般计算出的值是有效值(rms)，也可以用peak to peak来分析。如下是某LDO的噪声水平，通常在uV级别。 LDO输出噪声的另一种表示方式是噪声频谱密度。只有高精度，低噪声电路上才需要关注这个参数。静态电流（Iq）：静态电流（Quiescent Current）是外部负载电流为0时，LDO内部电路供电所需的电流。内部电路包括带隙基准电压源、误差放大器、输出分压器以及过流和过温检测电路。这个电流经过从LDO的GND流出。在一些电池供电低功耗场景下，要考虑LDO本身自身消耗的静态电流。休眠阶段的电源消耗成为影响电池寿命的关键因素。要想最大限度地降低睡眠期间的功率消耗，选择具有极低静态电流的器件就是必须的。一般LDO芯片的静态电流的大小与芯片的其他性能成反关系，如低噪声，高电源电压抑制比，动态性能好的LDO静态电流都偏大一些。低IQ的LDO做的好的话＜100nA。

五、和DCDC区别

LDO外围器件少，电路简单，成本低，通常只需要一两个旁路电容； DC-DC外围器件多，电路复杂，成本高； LDO负载响应快，输出纹波小； DC-DC负载响应比LDO慢，输出纹波大； LDO效率低，输入输出压差不能太大； DC-DC效率高，输入电压范围宽泛； LDO只能降压； DC-DC支持降压和升压； LDO和DC-DC的静态电流都小，根据具体的芯片来看； LDO输出电流有限，最高可能就几A，且达到最高输出和输入输出电压都有关系； DC-DC输出电流高，功率大； LDO噪声小； DC-DC开关噪声大，为了提高开关DC-DC的精度，很多应用会在DC-DC后端接LDO； LDO分为可调和固定型； DC-DC一般都是可调型，通过FB反馈电阻调节；

六、应用电路

6.1 ACDC电路

最常见的AC/DC电源，交流电源电压经变压器后，变换成所需要的电压，该电压经整流后变为直流电压。

在该电路中，低压差线性稳压器的作用是：在交流电源电压或负载变化时稳定输出电压，抑制纹波电压，消除电源产生的交流噪声。

6.2 蓄电池电路

各种蓄电池的工作电压都在一定范围内变化，为了保证蓄电池组输出恒定电压，通常都应当在电池组输出端接入低压差线性稳压器。

低压差线性稳压器的功率较低，因此可以延长蓄电池的使用寿命，同时，由于低压差线性稳压器的输出电压与输入电压接近，因此在蓄电池接近放电完毕时，仍可保证输出电压稳定。

6.3 开关性稳压电源电路

众所周知，开关性稳压电源的效率很高，但输出纹波电压较高，噪声较大，电压调整率等性能也较差，特别是对模拟电路供电时，将产生较大的影响。

在开关性稳压器输出端接入低压差线性稳压器，就可以实现有源滤波，而且也可大大提高输出电压的稳压精度，同时电源系统的效率也不会明显降低。

6.4 共电池电路

在某些应用中，比如无线电通信设备通常只有一足电池供电，但各部分电路常常采用互相隔离的不同电压，因此必须由多只稳压器供电。

为了节省共电池的电量，通常设备不工作时，都希望低压差线性稳压器工作于睡眠状态，为此，要求线性稳压器具有使能控制端。

有单组蓄电池供电的多路输出且具有通断控制功能的供电系统。

6.5 附加功能

通/断控制功能，允许使用机械开关、门电路或单片机来关断LDO的输出，使之进入低功耗的待机模式(亦称备用模式)。输入电压反极性保护功能用来防止当输入电压极性接反时损坏LDO。故障标记输出功能,当输出电压(或输入电压)低于规定阈值电压时，LDO能输出故障标记信号，微处理器在接收到此信号后，可及时完成数据存储等项工作。瞬变电压保护功能，将LDO用于汽车电子设备时，需要对负载的瞬态变化(如突然卸载)进行保护，一旦输出端出现瞬变电压，立即将输出关断，等瞬变电压过去之后，又迅速恢复正常工作。跟踪能力某些多路输出式LDO需要具有跟踪能力，其中一路或几路辅助输出电压能自动跟踪主输出电压的变化，并及时调整自己的输出电压值，以减小各路输出之间的相对变化量。排序，所谓排序，就是在多个稳压电源构成的电源系统中，使每个稳压电源的输出都能按照规定的顺序接通或关断。

七、选取原则

电压类型：确定电路需要的电压类型是正电压还是负电压。正电压的器件较多，负电压的器件可以考虑LM2991（较多大公司使用）。输入电压：稳压器输入端可以输入的电压范围（注意输入电压需要降额80％考虑）。输出电压：稳压器输出端的输出电压值，不要选有ADJ功能的，这样节省器件，降低干扰。输出电流：稳压器输出端的最大输出电流值（至少留25%裕量）。压差：确定压差是否合适，一定要查看规格书上，对应最大电流的最小压差要求。封装：单板PCB、结构尺寸和生产线对封装形式的要求。线性调整率：稳压器输入变化对输出的影响，即在负载一定的情况下，输出电压变化量和输入电压变化量之比。线性调整率越小越好。负载调整率：是指在给定负载变化下的输出电压的变化，这里的负载变化通常是从无负载到满负载。负载调整率越小越好。电源纹波抑制比(PSRR)：表示稳压器抑制由输入电压造成的输出电压波动的能力。线性调整率只有在直流电时才需要考虑，但是电源抑制比必须在宽频率范围上考虑。PSRR是一个用来描述输出信号受电源影响的参量，PSRR越大，输出信号受到电源的影响越小。如果用在低噪声场合，一定要选择高PSRR（80dB以上）的LDO，建议在80dB以上。瞬态响应：表示负载电流突变时引起的输出电压的最大变化，它是输出电容及其等效串联电阻和旁路电容的函数。其中输出电容的作用是提高负载瞬态响应的能力，也起到了高频旁路的作用。静态电流(Iq)：又叫接地电流，是通路元件的偏流和驱动电流的组合，通常保持尽可能低的水平。静态电流越大，稳压器的效率越低。如果是电池供电，对续航要求很高，一定要选择Iq低的LDO。最大耗散功率：为了确保LDO节点温度不至于过高而损坏，LDO都必须计算最大耗散功率。LDO的实际耗散功耗要小于最大耗散功率，否则可能损坏LDO芯片。输出电容以及ESR值：如果器件对输出电容以及ESR有特殊要求，考虑公司现有器件是否满足要求（几乎每一家的LDO，CIN和COUT都要求1uF以上，ESR越低越好，最好小于100mΩ，但也不能太小，低于几个mΩ也可能使LDO工作不稳定）。

• 由 Leung 写于 2021 年 10 月 28 日

• 参考：电源系列1：LDO 基本原理（一）　　　　挑选线性稳压器 (LDO) 　　　　电源系统优化设计，低压差稳压器（LDO）如何选型？　　　　彻底弄明白LDO 　　　　LDO选型参考(原理、参数) 　　　　LDO和DC-DC有什么不同？　　　　这篇文章把DC-DC和LDO的原理和区别，抓透了！

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电子电路学习笔记（14）——LDO(低压差线性稳压器)

一、简介LDO（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。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。二、分类PMOS LDO：常见的LDO是由P管构成的，由于LDO效率比较低，因此一

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电源小白入门学习4——LDO的选择与使用技巧

经典LDO设计电路

qq_59531100的博客

04-14

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经典低压差线性稳压器设计

LDO低压差线性稳压器核心电路的设计.pdf

05-02

本文主要设计的是一个LDO低压差线性稳压器，工作在3V～5V的电压下，输出

电压为2．5V，能够驱动的最小电阻为2．5f2，最大的负载电流为1A。本设计的核心电路是由基准电压源模块，误差放大器模块，反馈模块，PMOS调整管四个模块组成

LDO芯片 MIC5233.pdf

06-28

LDO芯片

【科普贴】LDO电源详解

zangqihu的博客

11-10

1万+

LDO:全称是(Low Dropout Regulator)低压差线性稳压器。其中核心部件是工作在线性区域的调整管。如下图中的VT（MOS管），LDO由VT、放大器、反馈电阻等部分组成。如上图所示，通过R1和R2电阻对Vout输出电压进行分压采样，然后和LDO内部的参考电压Vref进行比较，差值经过放大器，放大后控制驱动VT。当Vout减小时，电阻分压采样值和Vref的差值变大，放大器的输出电压变大，使VT压降变小。

LDO的原理及应用

DC-DC和LDO原理和区别 - 知乎

DC-DC和LDO原理和区别 - 知乎切换模式写文章登录/注册DC-DC和LDO原理和区别北京稳固得电子模块电源设计制造专家LDO：LOW DROPOUT VOLTAGE LDO(是low dropout voltage regulator的缩写，整流器)，低压差线性稳压器，故名思意，为线性的稳压器，仅能使用在降压应用中，也就是输出电压必需小于输入电压。优点：稳定性好，负载响应快，输出纹波小。缺点：效率低，输入输出的电压差不能太大。负载不能太大，目前最大的LDO为5A(但要保证5A的输出还有很多的限制条件)DC/DC：直流电压转直流电压。严格来讲，LDO也是DC/DC的一种，但目前DC/DC多指开关电源，具有很多种拓扑结构，如BUCK，BOOST等。优点：效率高，输入电压范围较宽。缺点：负载响应比LDO差，输出纹波比LDO大。那么，DC/DC和LDO的区别是什么？DC/DC转换器一般由控制芯片，电感线圈，二极管，三极管，电容构成。DC/DC转换器为转变输入电压后有效输出固定电压的电压转换器。DC/DC转换器分为三类：升压型DC/DC转换器、降压型DC/DC转换器以及升降压型DC/DC转换器。根据需求可采用三类控制。PWM控制型效率高并具有良好的输出电压纹波和噪声。PFM控制型即使长时间使用，尤其小负载时具有耗电小的优点。PWM/PFM转换型小负载时实行PFM控制，且在重负载时自动转换到PWM控制。目前DC-DC转换器广泛应用于手机、MP3、数码相机、便携式媒体播放器等产品中。DC-DC简述原理：其实内部是先把DC直流电源转变为交流电电源AC。通常是一种自激震荡电路，所以外面需要电感等分立元件。然后在输出端再通过积分滤波，又回到DC电源。由于产生AC电源，所以可以很轻松的进行升压跟降压。两次转换，必然会产生损耗，这就是大家都在努力研究的如何提高DC-DC效率的问题。对比：1、DCtoDC包括boost(升压)、buck(降压)、Boost/buck(升/降压)和反相结构，具有高效率、高输出电流、低静态电流等特点，随着集成度的提高，许多新型DC-DC转换器的外围电路仅需电感和滤波电容；但该类电源控制器的输出纹波和开关噪声较大、成本相对较高。2、LDO：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、60dBPSRR、6μA静态电流及100mV的压差。LDO简述原理：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；另一方面，在采用PNP管的结构中，为了防止PNP晶体管进入饱和状态降低输出能力，必须保证较大的输入输出压差；而P沟道场效应管的压差大致等于输出电流与其导通电阻的乘积，极小的导通电阻使其压差非常低。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。所以在将锂离子电池电压转换为3V电压的应用中大多选用LDO，尽管电池最后放电能量的百分之十没有使用，但是LDO仍然能够在低噪声结构中提供较长的电池寿命。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。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(PNP晶体管，注：实际应用中，此处常用的是P沟道场效应管)、取样电阻R1和R2、比较放大器A组成。图1-1低压差线性稳压器基本电路取样电压Uin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(Uout*R2/(R1+R2))相比较，两者的差值经放大器A放大后.Uout=(U+-U-)*A注A為比較放大器的倍數，)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Uref与取样电压Uin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。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(OutputVoltage)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。固定输出电压稳压器使用比较方便，而且由于输出电压是经过厂家精密调整的，所以稳压器精度很高。但是其设定的输出电压数值均为常用电压值，不可能满足所有的应用要求，但是外接元件数值的变化将影响稳定精度。2.最大输出电流(MaximumOutputCurrent)用电设备的功率不同，要求稳压器输出的最大电流也不相同。通常，输出电流越大的稳压器成本越高。为了降低成本，在多只稳压器组成的供电系统中，应根据各部分所需的电流值选择适当的稳压器。3.输入输出电压差(DropoutVoltage)输入输出电压差是低压差线性稳压器最重要的参数。在保证输出电压稳定的条件下，该电压压差越低，线性稳压器的性能就越好。比如，5.0V的低压差线性稳压器，只要输入5.5V电压，就能使输出电压稳定在5.0V。4.接地电流(GroundPinCurrent)接地电路IGND是指串联调整管输出电流为零时，输入电源提供的稳压器工作电流。该电流有时也称为静态电流，但是采用PNP晶体管作串联调整管元件时，这种习惯叫法是不正确的。通常较理想的低压差稳压器的接地电流很小。5.负载调整率(LoadRegulation)负载调整率可以通过图2-1和式2-1来定义，LDO的负载调整率越小，说明LDO抑制负载干扰的能力越强。图2-1OutputVoltage&OutputCurrent(2-1)式中△Vload—负载调整率Imax—LDO最大输出电流Vt—输出电流为Imax时，LDO的输出电压Vo—输出电流为0.1mA时，LDO的输出电压△V—负载电流分别为0.1mA和Imax时的输出电压之差6.线性调整率(LineRegulation)线性调整率可以通过图2-2和式2-2来定义，LDO的线性调整率越小，输入电压变化对输出电压影响越小，LDO的性能越好。图2-2OutputVoltage&InputVoltage(2-2)式中△Vline—LDO线性调整率Vo—LDO名义输出电压Vmax—LDO最大输入电压△V—LDO输入Vo到Vmax'输出电压最大值和最小值之差7.电源抑制比(PSSR)LDO的输入源往往许多干扰信号存在。PSRR反映了LDO对于这些干扰信号的抑制能力。三、LDO的典型应用低压差线性稳压器的典型应用如图3-1所示。图3-1(a)所示电路是一种最常见的AC/DC电源，交流电源电压经变压器后，变换成所需要的电压，该电压经整流后变为直流电压。在该电路中，低压差线性稳压器的作用是：在交流电源电压或负载变化时稳定输出电压，抑制纹波电压，消除电源产生的交流噪声。各种蓄电池的工作电压都在一定范围内变化。为了保证蓄电池组输出恒定电压，通常都应当在电池组输出端接入低压差线性稳压器，如图3-1(b)所示。低压差线性稳压器的功率较低，因此可以延长蓄电池的使用寿命。同时，由于低压差线性稳压器的输出电压与输入电压接近，因此在蓄电池接近放电完毕时，仍可保证输出电压稳定。众所周知，开关性稳压电源的效率很高，但输出纹波电压较高，噪声较大，电压调整率等性能也较差，特别是对模拟电路供电时，将产生较大的影响。在开关性稳压器输出端接入低压差线性稳压器，如图2-3(c)所示，就可以实现有源滤波，而且也可大大提高输出电压的稳压精度，同时电源系统的效率也不会明显降低。在某些应用中，比如无线电通信设备通常只有一足电池供电，但各部分电路常常采用互相隔离的不同电压，因此必须由多只稳压器供电。为了节省共电池的电量，通常设备不工作时，都希望低压差线性稳压器工作于睡眠状态。为此，要求线性稳压器具有使能控制端。有单组蓄电池供电的多路输出且具有通断控制功能的供电系统如图3-1(d)所示。图3-1低压差线性稳压器(LDO)典型应用四、DC-DC应当可以这样理解：DCDC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。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。由於出现了导通电阻很小的MOSFET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的，降压，是选择DCDC还是LDO，要在成本，效率，噪声和性能上比较。五、LDO与DC/DC对比首先从效率上说，DC/DC的效率普遍要远高于LDO，这是其工作原理决定的。其次，DC/DC有Boost，Buck，Boost/Buck，(有人把ChargePump也归为此类)；而LDO只有降压型。再次，也是很重要的一点，DC/DC因为其开关频率的原因导致其电源噪声很大，远比LDO大的多，大家可以关注PSRR这个参数.所以当考虑到比较敏感的模拟电路时候，有可能就要牺牲效率为保证电源的纯净而选择LDO。还有，通常LDO所需要的外围器件简单，占面积小，而DC/DC一般都会要求电感，二极管，大电容，有的还会要MOSFET，特别是Boost电路，需要考虑电感的最大工作电流，二极管的反向恢复时间，大电容的ESR等等，所以从外围器件的选择来说比LDO复杂，而且占面积也相应的会大很多。发布于 2021-02-04 08:31电源开关电源赞同 581 条评论分享喜欢收藏申请

线性和低压降 (LDO) 稳压器 | TI.com.cn

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

我们拥有品类齐全的 LDO 产品系列，能为您提供合适的产品

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线性和低压降 (LDO) 稳压器提供了一种简单而又经济的方法，可在多种应用中将较高的输入电压转换为稳定的输出电压。无论是为敏感型模拟系统供电还是延长电池寿命，我们品类齐全的产品系列都能帮助您解决所遇到的几乎任何稳压器设计难题。我们的解决方案包括业界先进的智能交流/直流线性稳压器，以及低噪声、宽输入电压 (VIN)、小封装尺寸和低静态电流 (IQ) 等众多特性。

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低 VIN (≤7V)

利用我们广泛的低 VIN LDO 产品系列，为低压应用进行设计。

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利用我们的稳压器，为多节电池或其他中电压应用进行设计。

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利用我们输入电压范围高于 30V 的稳健 LDO 增强系统可靠性。

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TPS7A20L

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS7A20L

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具有高 PSRR 和 1.2V 逻辑兼容使能端的 300mA 低噪声、低 IQ 稳压器

价格约为 (USD) 1ku | 0.11

TPS7A53B

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

TPS7A53B

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具有0.5V 低 VREF 的3A、1.1V、低输入电压、低噪声、高精度、超低压降稳压器

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TLV773

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

TLV773

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具有使能功能的 300mA、高 PSRR、低 IQ、低压降稳压器

价格约为 (USD) 1ku | 0.018

TPS7B4256-Q1

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

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线性和低压降 (LDO) 稳压器

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电源发展趋势

功率密度

您可以通过考虑热性能来进一步提高应用的性能。LDO 的本质是通过将多余的功率转化为热量来调节电压，从而使该集成电路非常适合低功耗或 VIN 与 VOUT 差值较小的应用。对更大限度地提高应用的性能而言，选择采用合适封装的合适 LDO 至关重要。

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视频

LDO 基础知识: 热性能

观看该视频，了解为何最小的可用封装并不总是最适合所需的应用。

应用手册

An empirical analysis of the impact of board layout on LDO thermal performance

本应用报告研究了印刷电路板 (PCB) 布局对 LDO 热性能的影响。通过五种布局对三个 LDO 进行了测试，每种布局在 PCB 上的铜覆盖量都在增加。

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应用手册

Measuring the Thermal Impedance of LDOs in situ

本文档介绍了 IC 的结至环境热阻抗的计算过程。

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实现功率密度的特色产品

TPS7A54

正在供货

4A、低输入电压 (1.1V)、低噪声、高精度、超低压降 (LDO) 稳压器

TPS7A21

正在供货

500mA、低噪声、超低 IQ、高 PSRR、低压降 (LDO) 稳压器

TPS7A78

正在供货

120mA 智能电容降压型低压降 (LDO) 线性稳压器

低静态电流 (IQ)

我们知道，实现超低静态电流 (IQ) 不应降低您的系统性能。我们为稳压器提供低待机功耗和出色的负载瞬态响应，这样您可在维持主要性能的同时更大限度地延长电池运行时间。我们的线性稳压器产品系列包括输入电压高达 100V 的低 IQ LDO，可帮助您满足低待机功耗需求。

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白皮书

Understanding the Foundations of Quiescent Current in Linear Power Systems

本文阐述了 LDO 中 IQ 的基本原理，并说明了如何在不影响系统性能的情况下延长电池寿命。涵盖的其他主题包括发生压降时的 IQ 情况以及 IQ 如何影响瞬态性能。

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视频

LDO 基础知识: 静态电流

该视频探讨了 LDO 如何成为一种简单的解决方案，以帮助将任何电池驱动型器件的运行时间延长几秒、几分钟、几小时甚至几天。

实现低静态电流 (IQ)的特色产品

TPS7A02

正在供货

200mA, nanopower-IQ (25 nA), low-dropout (LDO) voltage regulator with enable

TPS7A24

正在供货

具有使能功能的 200mA、18V、超低 IQ、低压降 (LDO) 稳压器

TPS7B82-Q1

正在供货

符合 AEC-Q100 0 级和 1 级标准、具有使能引脚的汽车类 300mA 非电池电源 (40V) 超低 IQ LDO

低噪声和高精度

借助广泛的低噪声、高电源抑制比 (PSRR) 稳压器产品系列，我们可以帮您解决低噪声设计难题。在宽带宽下具有高 PSRR 能使 LDO 滤除上游直流/直流转换器产生的开关噪声。低噪声 (<5µVRMS) 输出可更大限度降低低频噪声，从而维持 ADC 或 DAC 等敏感型模拟电路的信号完整性，以此帮助您为精密应用提供低噪声电源。

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视频

LDO 基础知识: 噪声

该视频讨论了噪声源以及如何有效地降低您的应用中的噪声。

视频

LDO 基础知识: 电源抑制比 (PSRR)

该视频介绍了电源抑制比 (PSRR)。我们还介绍了输出电容器的重要性以及输入电压和输出电压之间的差异如何影响 LDO 的 PSRR 性能。

白皮书

How to measure LDO noise

本文提供了测量低噪声 LDO 输出噪声难题的解决方法。本文还讨论了如何使用频谱分析仪提供的数据以及如何避免人们在测量噪声时遇到的常见问题。

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实现低噪声和高精度的特色产品

TPS7A94

正在供货

1A 超低噪声、超高 PSRR RF 稳压器

TPS7A53

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3A、低输入电压 (1.1V)、低噪声、高精度、超低压降 (LDO) 稳压器

TPS7A20

正在供货

具有高 PSRR 的 300mA、超低噪声、低 IQ、低压降 (LDO) 线性稳压器

技术资源

电子书

LDO Basics (Rev. A)

阅读有关使用 LDO 的基础知识，包括压降、散热、IQ、PSRR 和噪声性能。了解如何防止反向电流以及电容器的值为何不等于其电容。

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选择指南

低压降稳压器快速参考指南 (Rev. M)

在该快速参考指南中，您将找到我们的热门 LDO 和线性稳压器，这些器件适用于工业、汽车、个人电子产品和通信设备等各类应用。

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应用手册

A Topical Index of TI LDO Application Notes (Rev. F)

我们按主题分类的 LDO 应用手册集合（每个手册都附有简短摘要）可帮助您快速找到最相关的应用信息。

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了解特色应用

设计和开发资源

模拟工具

适用于 TI 设计和模拟工具的 PSpice®

PSpice® for TI 可提供帮助评估模拟电路功能的设计和仿真环境。此功能齐全的设计和仿真套件使用 Cadence® 的模拟分析引擎。PSpice for TI 可免费使用，包括业内超大的模型库之一，涵盖我们的模拟和电源产品系列以及精选的模拟行为模型。借助 PSpice for TI 的设计和仿真环境及其内置的模型库，您可对复杂的混合信号设计进行仿真。创建完整的终端设备设计和原型解决方案，然后再进行布局和制造，可缩短产品上市时间并降低开发成本。在 PSpice for TI 设计和仿真工具中，您可以搜索 TI (...)

评估板

支持 DBV、DRB、DRV 和 DQN 封装的通用 LDO 线性稳压器评估模块

MULTIPKGLDOEVM-823 评估模块 (EVM) 可帮助您评估可能用于电路应用的线性稳压器采用多种常见封装时的运行情况和性能。这种特殊的 EVM 配置采用 DRB、DRV、DQN 和 DBV 封装，便于您焊接和评估低压降 (LDO) 稳压器。

评估板

用于 DCY、DDA 和 KVU 封装的通用 LDO 线性稳压器评估模块

借助采用多种封装选项的 MLTLDO2EVM-037 低压降 (LDO) 评估模块 (EVM)，设计工程师能评估可能用于其自身电路应用的线性稳压器采用多种常见封装时的运行情况和性能。这种 EVM 配置包含一个 DDA、3 引脚和 5 引脚 KVU 以及 DCY 封装，便于工程师焊接和评估部件。

与线性和低压降 (LDO) 稳压器相关的参考设计

使用我们的参考设计选择工具，找到最适合您应用和参数的设计。

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低压差（LDO）稳压器基础知识

在此电子学习课程中，您将学习LDO稳压器的工作原理和功能等基础知识。

视频、PDF和网页为您提供了相同的学习内容，您可以选择其中一种方式。

包括：

第Ⅰ章：低压差（LDO）稳压器介绍

稳压器IC类型

线性稳压器和开关稳压器的优缺点

什么是LDO稳压器?

电子系统LDO稳压器的要求

什么是线性稳压器？

线性稳压器和开关稳压器功能

串联稳压器工作原理

串联稳压器电路配置

三端稳压器与LDO稳压器的区别

第Ⅱ章：LDO的便捷功能

LDO稳压器实用功能

LDO稳压器过流保护操作

LDO稳压器热关断（TSD）操作

LDO稳压器浪涌电流抑制功能

LDO稳压器自动放电功能

LDO稳压器欠压锁定（UVLO）功能

第Ⅲ章：LDO稳压器数据表使用的术语表

LDO稳压器数据表使用的术语表

第Ⅳ章：LDO效率和功率损耗计算

LDO稳压器效率

LDO稳压器功耗和结温计算

第Ⅴ章：使用的注意事项

LDO稳压器的使用注意事项

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第Ⅰ章：低压差（LDO）稳压器介绍

1-1.稳压器IC类型

详细信息

1-2.线性稳压器和开关稳压器的优缺点

详细信息

1-3.什么是LDO稳压器?

详细信息

1-4.电子系统LDO稳压器的要求

详细信息

1-5.什么是线性稳压器？

详细信息

1-6.线性稳压器和开关稳压器功能

详细信息

1-7.串联稳压器工作原理

详细信息

1-8.串联稳压器电路配置

详细信息

1-9.三端稳压器与LDO稳压器的区别

详细信息

第Ⅱ章：LDO的便捷功能

2-1.LDO稳压器实用功能

详细信息

2-2.LDO稳压器过流保护操作

详细信息

2-3.LDO稳压器热关断（TSD）操作

详细信息

2-4.LDO稳压器浪涌电流抑制功能

详细信息

2-5.LDO稳压器自动放电功能

详细信息

2-6.LDO稳压器欠压锁定（UVLO）功能

详细信息

第Ⅲ章：LDO稳压器数据表使用的术语表

3-1.LDO稳压器数据表使用的术语表

详细信息

第Ⅳ章：LDO效率和功率损耗计算

4-1.LDO稳压器效率

详细信息

4-2.LDO稳压器功耗和结温计算

详细信息

第Ⅴ章：使用的注意事项

5-1.LDO稳压器的使用注意事项

详细信息

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巨详细！线性电源(LDO)原理，看完你就明白了。-腾讯云开发者社区-腾讯云

线性电源(LDO)原理，看完你就明白了。-腾讯云开发者社区-腾讯云工程师看海巨详细！线性电源(LDO)原理，看完你就明白了。关注作者腾讯云开发者社区文档建议反馈控制台首页学习活动专区工具TVP最新优惠活动文章/答案/技术大牛搜索搜索关闭发布登录/注册首页学习活动专区工具TVP最新优惠活动返回腾讯云官网工程师看海首页学习活动专区工具TVP最新优惠活动返回腾讯云官网社区首页 >专栏 >巨详细！线性电源(LDO)原理，看完你就明白了。巨详细！线性电源(LDO)原理，看完你就明白了。工程师看海关注发布于 2022-06-23 15:17:293.3K0发布于 2022-06-23 15:17:29举报文章被收录于专栏：工程师看海工程师看海大家好，我是工程师看海。以前文章介绍了PMOS结构线性电源的基本工作原理，今天结合仿真介绍大电流LDO使用的NMOS 架构基本工作原理，以及其他一些重要的LDO参数，包括PSRR、Dropout Voltage等。1. NMOS LDO工作简介下图是一个NMOS LDO的基本框图，NMOS LDO一般也工作在饱和区（特殊时会在可变电阻区），所以Vg要大于Vs，因此NMOS LDO除了有Vin引脚，一般还会有个Vbias引脚来给MOS G极提供高压驱动源；或者只有一个Vin，而内部集成了CHARGE BUMP来为G极提供高压驱动源。大体工作流程同PMOS LDO：当Vout下降时，反馈回路中的Vfb也会下降，误差放大器输出端Vg就会增加，随着Vg增加，Ids电流也增加，最终使得Vout又恢复到原始电平，状态如下：Vout↓——>Vfb↓——>Vg↑——Iout↑——>Vout↑ 2. NMOS LDO详细工作原理下图是某NMOS输出特性曲线，让我们结合上图和下图分析，当Vout下降，Vin不变，则Vds=Vin-Vout，Vds增加，MOS工作点由A转移到B；紧接着反馈回路开始工作，Vfb电压减小，经过误差放大器后，Vg增加，那么Vgs=Vg-Vs，Vgs也增加，从下图可以看到，随着Vgs增加，MOS的电流Id逐渐上升，进而使得Vout逐渐升高，MOS工作点由B转移到C，LDO又回到原始工作电平。3. NMOS LDO仿真结果下图是简单的5V转3.0V的NMOS LDO仿真图以及仿真波形结果，橙色曲线是电压，绿色曲线是电流，随着负载端滑动变阻器R4的变化，负载电流也在变，而输出电压基本稳定在3.0V。4. LDO 输出电容你知道多少？考虑到系统的稳定性，LDO的输出电容原则上是要加的，但是如果对于成本有极致的考虑，在满足一定要求时，这个电容其实是可以删除的。5. Dropout voltage上文分析了PMOS LDO工作在恒流区（饱和区），DS之间有一定的压差，此压差常称为dropout voltage（Vdo），所以LDO若想稳定工作在饱和区，输入输出之间满足一定的压差，应用中通常可以考虑在spec中预留25%的余量。比如下图中在Iout=150mA时，不同Vout对应的Vdo也不同。6. 效率效率此处不过多讨论，LDO自身消耗的功率约等于压差*电流，因此相同负载电流下，压差越大，LDO功耗越高，所以压差稍微低一些，有利于提高效率。7. PSRRLDO重要参数之一也是巨大优点之一便是纹波小，即PSRR好，PSRR是电源抑制比，是LDO对输入电源纹波的抑制程度，PSRR的绝对值越大越好。看PSRR曲线有个转折点，左边为LDO自身起主导作用，右边为输出电容起主导作用，PSRR性能好的LDO左边的曲线会更高，加大输出电容，右边的曲线会升高。LDO的基本原理与介绍可以告一段落了，而其内部实际工作情况是非常复杂的，本文只起引导作用，希望能引起大家的共鸣或排解一些疑惑本文参与腾讯云自媒体分享计划，分享自微信公众号。原始发表：2022-03-11，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除ps本文分享自工程师看海微信公众号，前往查看如有侵权，请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。本文参与腾讯云自媒体分享计划，欢迎热爱写作的你一起参与！ps评论登录后参与评论0 条评论热度最新登录后参与评论推荐阅读LV.关注文章0获赞0领券社区专栏文章阅读清单互动问答技术沙龙技术视频团队主页腾讯云TI平台活动自媒体分享计划邀请作者入驻自荐上首页技术竞赛资源技术周刊社区标签开发者手册开发者实验室关于社区规范免责声明联系我们友情链接腾讯云开发者扫码关注腾讯云开发者领取腾讯云代金券热门产品域名注册云服务器区块链服务消息队列网络加速云数据库域名解析云存储视频直播热门推荐人脸识别腾讯会议企业云CDN加速视频通话图像分析MySQL 数据库SSL 证书语音识别更多推荐数据安全负载均衡短信文字识别云点播商标注册小程序开发网站监控数据迁移Copyright © 2013 - 2024 Tencent Cloud. All Rights Reserved. 腾讯云版权所有深圳市腾讯计算机系统有限公司 ICP备案/许可证号：粤B2-20090059 深公网安备号 44030502008569腾讯云计算（北京）有限责任公司京ICP证150476号 | 京ICP备11018762号 | 京公网安备号11010802020287问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档Copyright © 2013 - 2024 Tencent Cloud.All Rights Reserved. 腾讯云版权所有登录后参与评论00

低压差线性稳压器_百度百科

性稳压器_百度百科网页新闻贴吧知道网盘图片视频地图文库资讯采购百科百度首页登录注册进入词条全站搜索帮助首页秒懂百科特色百科知识专题加入百科百科团队权威合作下载百科APP个人中心收藏查看我的收藏0有用+10低压差线性稳压器播报讨论上传视频具有过流保护等功能的稳压器低压差线性稳压器是新一代的集成电路稳压器，它与三端稳压器最大的不同点在于，低压差线性稳压器（ldo）是一个自耗很低的微型片上系统（soc）。它可用于电流主通道控制，芯片上集成了具有极低线上导通电阻的mosfet，肖特基二极管、取样电阻和分压电阻等硬件电路，并具有过流保护、过温保护、精密基准源、差分放大器、延迟器等功能。pg是新一代ldo，具各输出状态自检、延迟安全供电功能，也可称之为power good，即“电源好或电源稳定”。低压差线性稳压器通常具有极低的自有噪声和较高的电源抑制比(psrr，powersupplyrejectionratio)。中文名低压差线性稳压器优点自耗很低功能过流保护、过温保护、精密基准源、差分放大器、延迟器等目录1原理2规格/参数原理播报编辑低压差线性稳压器原理上与一般的线性直流稳压器基本相同，区别在于低压差稳压器输出端的功率由NPN晶体管共集极架构改为PNP集电极开路架构(以使用双极性晶体管以言)。这种架构下，功率晶体管的控制极只要利用对地的电压差就能让晶体管处于饱和导通状态，因此输入端只需高出输出端多于功率晶体管的饱和电压，稳压器就能运作，稳定输出电压。这类设计在保持稳定性方设计难度较高，因为输出级的阻抗较大，较易不稳定或起振。 [1]低压差稳压器所使用的功率晶体管可以是双极性晶体管或场效晶体管。双极性晶体管因为基极电流的关系，会耗用额外的电流，增加功耗，在相对高输出电压、低输出电流、低输出输入电压差的情况下尤其明显。场效晶体管没有双极性晶体管的功耗问题，但其所需导通的闸极电压限制了其在低输出电低的应用，而且场效晶体管管的成本较高。随着半导体技术的进步，这两方面的问题都得以改善。 [2]规格/参数播报编辑低压差稳压器样重要的参数有压降电压、压差(Dropout voltage)、静态耗电电流、静态电流(quiescent current)、负载调节( Load Regulation )，线性调节(Line Regulation)，最大输出电流，速度，瞬态响应(Transient response)…等。个别低压差稳压器会标明电源抑制比(PSRR)，输出噪声(Output noise)。新手上路成长任务编辑入门编辑规则本人编辑我有疑问内容质疑在线客服官方贴吧意见反馈投诉建议举报不良信息未通过词条申诉投诉侵权信息封禁查询与解封©2024 Baidu 使用百度前必读 | 百科协议 | 隐私政策 | 百度百科合作平台 | 京ICP证030173号京公网安备110000020000

LDO和DC-DC的有什么区别及优缺点？ - 知乎

LDO和DC-DC的有什么区别及优缺点？ - 知乎首页知乎知学堂发现等你来答切换模式登录/注册DC（Detective Comics）直流输电LDO和DC-DC的有什么区别及优缺点？关注者21被浏览106,712关注问题写回答邀请回答好问题 2添加评论分享10 个回答默认排序电子元器件MOS管、TVS管、LDO、DC/DC、LED、肖特基二极管关注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MOSFET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MOSFET上的电压降大致等于输出电流与导通电阻的乘积。由於MOSFET的导通电阻很小，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。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DC-DC了，应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。总之，升压是一定要选DC-DC的，降压，是选择DCDC还是LDO，要在成本，效率，噪声和性能上比较。发布于 2019-04-10 18:05赞同 25添加评论分享收藏喜欢收起森山智能家居等 2 个话题下的优秀答主关注LDO纹波小，但损耗大，发热大，电流越大，压降越大，发热损耗越厉害。DCDC效率高，输入范围大，压降和发热关系不大，但开关方式下电源噪声比较厉害，而且布线比LDO要注意的地方更多，尽量参考官方的建议来布线。另外DCDC也可以做BOOST升压用。在低功耗有要求的项目，优先选择DCDC，一些模拟、小信号放大，尽量选择LDO。编辑于 2021-04-08 23:30赞同 211 条评论分享收藏喜欢

LDO基础知识 - 知乎

LDO基础知识 - 知乎切换模式写文章登录/注册LDO基础知识硬件工程师炼成之路不迷路，关注我的公众号：硬件工程师炼成之路本节分享下LDO的基础知识，主要来源于Ti的文档《LDO基础知识》，原文档下载连接如下：https://www.ti.com.cn/cn/lit/eb/zhcy089a/zhcy089a.pdf内容会回答这些问题：1、当输入电压与目标输出电压压差不满足Vdropout，会发生什么？2、决定Vdropout电压大小的因素是什么？3、芯片选定后，Vdropout电压就是固定的吗？与电压，电流是否有关？4、温度，直流电压对滤波电容有哪些影响？5、LDO封装如何选择？6、LDO输出过流了会发生什么？7、给定芯片的PSRR是固定的吗？跟哪些因素有关？8、LDO输入输出之间并联的肖特基二极管是干什么用的？压降低压降稳压器 (LDO) 是一种用于调节较高电压输入产生的输出电压的简单方法。在大多数情况下，低压降稳压器都易于设计和使用。然而，如今的现代应用都包括各种各样的模拟和数字系统，而有些系统和工作条件将决定哪种LDO最适合相关电路，因此，现在我们需要关注这些决定性因素。什么是压降压降电压VDO，是指为实现正常稳压，输入电压VIN必须高出所需输出电压VOUT(nom) 的最小压差。请参见公式 1：如果 VIN 低于此值，线性稳压器将以压降状态工作，不再调节所需的输出电压。在这种情况下，输出电压 VOUT(dropout)将等于 VIN 减去压降电压的值（公式 2）：以调节后电压为 3.3V 的 TPS799 等 LDO 为例：当输出200mA 电流时，TPS799 的最大压降电压指定为 175mV。只要输入电压为 3.475V 或更高，就不会影响调节过程。但是，输入电压降至 3.375V 将导致 LDO 以压降状态工作并停止调节，如图 1 所示。虽然应将输出电压调节为 3.3V，但TPS799没有保持稳压所需的余量电压。因此，输出电压将开始跟随输入电压变化。决定压降的因素是什么？压降主要由 LDO 架构决定。为说明原因，让我们来了解一下 P 沟道金属氧化物半导体(PMOS) 和 N 沟道 MOS (NMOS) LDO，并对比其工作情况。PMOS LDO图 2 所示为 PMOS LDO 架构。为调节所需的输出电压，反馈回路将控制漏-源极电阻 RDS。随着 VIN 逐渐接近 VOUT(nom)，误差放大器将驱动栅-源极电压 VGS 负向增大，以减小 RDS，从而保持稳压。但是，在特定的点，误差放大器输出将在接地端达到饱和状态，无法驱动 VGS 进一步负向增大。RDS 已达到其最小值。将此 RDS 值与输出电流 IOUT 相乘，将得到压降电压。请记住，随着 VGS 负向增大，能达到的 RDS 值越低。通过提升输入电压，可以使VGS 值负向增大。因此，PMOS 架构在较高的输出电压下具有较低的压降。图 3 展示了此特性。如图 3 所示，TPS799 的压降电压随输入电压（也适用于输出电压）增大而降低。这是因为随着输入电压升高 VGS会负向增大。NMOS LDONMOS 架构如图 4 所示，反馈回路仍然控制 RDS。但是，随着VIN 接近 VOUT(nom)，误差放大器将增大 VGS 以降低 RDS，从而保持稳压。在特定的点，VGS 无法再升高，因为误差放大器输出在电源电压 VIN 下将达到饱和状态。达到此状态时，RDS处于最小值。将此值与输出电流 IOUT 相乘，会获得压降电压。不过这也会产生问题，因为误差放大器输出在 VIN 处达到饱和状态，随着 VIN 接近 VOUT(nom)，VGS 也会降低。这有助于防止出现超低压降。偏置 LDO很多 NMOS LDO 都采用辅助电压轨，即偏置电压 VBIAS，如图5 所示。此电压轨用作误差放大器的正电源轨，并支持其输出一直摆动到高于 VIN 的 VBIAS。这种配置能够使 LDO 保持较高 VGS，从而在低输出电压下达到超低压降。有时并未提供辅助电压轨，但仍然需要在较低的输出电压下达到低压降。在这种情况下，可以用内部电荷泵代替 VBIAS，如图 6 所示。电荷泵将提升 VIN，以便误差放大器在缺少外部 VBIAS 电压轨的情况下仍可以生成更大的 VGS 值。其它因素除了架构之外，压降还会受到其他一些因素的影响，如表 1所示。很显然，压降并不是一个静态值。虽然这些因素会提高选择LDO 的复杂程度，但同时，还能帮助您根据特定的条件选择最适合的 LDO。LDO电容的选择为了让 LDO 正常工作，需要配备输出电容器。将 LDO 用于实际应用时，如何选择适当的输出电容器是一个常见的问题。因此，让我们来探讨一下选择输出电容器时需要考虑的各种事项及其对 LDO 的影响。什么是电容器电容器是用于储存电荷的器件，其中包含一对或多对由绝缘体分隔的导体。电容器通常由铝、钽或陶瓷等材料制成。各种材料的电容器在系统中使用时具有各自的优缺点，如表 1 所示。陶瓷电容器通常是理想的选择，因为其电容变化最小，而且成本较低。什么是电容？电容器是用于储存电荷的器件，而电容是指储存电荷的能力。在理想情况下，电容器上标注的值应与其提供的电容量完全相同。但我们并未处于理想情况下，不能只看电容器上标注的值。稍后您将发现电容器的电容可能只有其额定值的10%。这可能是由于直流电压偏置降额、温度变化降额或制造商容差造成的。直流电压降额考虑到电容器的动态特性（以非线性方式存储和耗散电荷），有些极化现象在不施加外部电场的情况下也可能会出现；这就是所谓的“自发极化”。自发极化是由材料的不活跃电场引起的，不活跃电场为电容器提供初始电容。对电容器施加外部直流电压会生成电场，生成的电场会反转初始极化，然后将剩余的有源偶极子“锁定”或极化到位。极化与电介质内电场的方向有关。如图1所示，锁定的偶极子不会对交流电压瞬变作出反应；因此，有效电容低于施加直流电压前的值。图2显示了对电容器施加电压所产生的影响以及产生的电容。请注意，外壳尺寸较大时损失的电容较小；这是因为外壳尺寸越大，导体之间存在的电介质越多，而这会降低电场强度并减少锁定的偶极子数。温度降额与所有电子器件类似，电容器的额定温度高于其额定性能对应的温度。这种温度降额通常会使电容器的电容低于电容器上标注的数值。表2为电容器温度系数额定值解码表。大多数 LDO 结温范围通常为 -40°C 到 125°C。根据此温度范围，X5R 或 X7R 电容器是理想选择。如图 3 所示，温度对电容的影响远小于直流偏置降额所产生的影响，直流偏置降额可使电容值降低 90%。实际应用常见的 LDO 应用可能是从 3.6V 电池获得输入电压，然后将其降低，为微控制器 (1.8V) 供电。在本例中，我们使用 10µF X7R 陶瓷电容器，0603 封装。0603 封装是指电容器的尺寸：0.06in x 0.03in。我们来确定一下此应用中上述电容器的实际电容值：a、直流偏置降额：从制造商提供的电容器直流偏置特性图表（图2）可以看出，直流偏置电压为 1.8V 时，电容值为 7µF。b、温度降额：基于 X7R 编码，如果在 125°C 的环境温度下应用此电容器，电容值会另外下降 15%，此时的新电容值为 5.5µF。c、制造商容差：考虑到 ±20% 的制造商容差，最终的电容值为3.5µF。可以看出，在上述条件下应用电容器时，10µF 电容器的实际电容值为 3.5µF。电容值已降低至标称值的 65% 左右。显然，上述所有条件并非对任何应用都适用，但务必要了解将电容器用于实际应用时电容值的范围。尽管 LDO 和电容器乍看起来似乎很简单，但还有其他因素决定着 LDO 正常工作所需的有效电容。热性能低压降稳压器 (LDO) 的特性是通过将多余的功率转化为热量来实现稳压，因此，该集成电路非常适合低功耗或 VIN 与 VOUT 之差较小的应用。考虑到这一点，选择采用适当封装的适当 LDO 对于最大程度地提高应用性能至关重要。这一点正是令设计人员感到棘手之处，因为最小的可用封装并不总能符合所需应用的要求。选择 LDO 时要考虑的最重要特性之一是其热阻 (RθJA)。RθJA 呈现了 LDO 采用特定封装时的散热效率。RθJA 值越大，表示此封装的散热效率越低，而值越小，表示器件散热效率越高。封装尺寸越小，RθJA 值通常越大。例如，TPS732 根据封装不同而具有不同的热阻值：小外形晶体管 (SOT)-23 (2.9mm x 1.6mm) 封装的热阻为205.9°C/W，而 SOT-223 (6.5mm x 3.5mm) 封装的热阻为 53.1°C/W。这意味着 TPS732 每消耗1W 功率，温度就会升高 205.9°C 或 53.1°C。这些值可参见器件数据表的“热性能信息”部分，如表 1 所示。是否选择了适合的封装？建议的 LDO 工作结温介于-40°C 至 125°C 之间；同样，可以在器件数据表中查看这些值，如表 2 所示。这些建议的温度表示器件将按数据表中“电气特性”表所述工作。可以使用公式 1 确定哪种封装将在适当的温度下工作。其中 TJ 为结温，TA 为环境温度，RθJA 为热阻（取自数据表），PD 为功耗，Iground 为接地电流（取自数据表）。下面给出了一个简单示例，使用 TPS732 将 5.5V 电压下调至3V，输出电流为 250mA，采用 SOT-23 和 SOT-223 两种封装。热关断结温为 154.72°C 的器件不仅超过了建议的温度规范，还非常接近热关断温度。关断温度通常为 160°C；这意味着器件结温高于 160°C 时会激活器件内部的热保护电路。此热保护电路会禁用输出电路，使器件温度下降，防止器件因过热而受到损坏。当器件的结温降至 140°C 左右时，会禁用热保护电路并重新启用输出电路。如果不降低环境温度和/或功耗，器件可能会在热保护电路的作用下反复接通和断开。如果不降低环境温度和/或功耗，则必须更改设计才能获得适当的性能。一种比较明确的设计解决方案是采用更大尺寸的封装，因为器件需要在建议的温度下工作。下文介绍了有助于最大程度地减少热量的一些提示和技巧。增大接地层、VIN 和 VOUT 接触层的尺寸当功率耗散时，热量通过散热焊盘从 LDO 散出；因此，增大印刷电路板 (PCB) 中输入层、输出层和接地层的尺寸将会降低热阻。如图 1 所示，接地层通常尽可能大，覆盖 PCB 上未被其他电路迹线占用的大部分区域。该尺寸设计原则是由于许多元件都会生成返回电流，并且需要确保这些元件具有相同的基准电压。最后，接触层有助于避免可能会损害系统的压降。大的接触层还有助于提高散热能力并最大限度地降低迹线电阻。增大铜迹线尺寸和扩大散热界面可显著提高传导冷却效率。在设计多层 PCB 时，采用单独的电路板层（包含覆盖整个电路板的接地层）通常是个不错的做法。这有助于将任何元件接地而不需要额外连线。元件引脚通过电路板上的孔直接连接到包含接地平面的电路板层。串联电阻分担功耗可以在输入电压侧串联电阻，以便分担一些功耗；图 3 所示为相关示例。该技术的目标是使用电阻将输入电压降至可能的最低水平。由于 LDO 需要处于饱和状态以进行适当调节，可以通过将所需的输出电压和压降相加来获得最低输入电压。公式 2 表示了LDO 的这两种属性的计算方式：使用 TPS732 示例中的条件（输出 250mA 电流，将 5.5V 调节至 3V），可以使用公式 3 计算电阻的最大值以及该电阻消耗的最大功率：选择适合的电阻，确保不会超过其“额定功耗”。此额定值表示在不损坏自身的情况下电阻可以将多少瓦功率转化为热量。因此，如果 VIN = 5.5V、VOUT = 3V、VDROPOUT = 0.15V（取自数据表）、IOUT = 250mA 且 IGROUND = 0.95mA（取自数据表），则：电流限制在一些外部条件和情况下，LDO 可能会出现意外的高流耗。如果此高电流传输到其他正被供电的电子系统，会对大多数电子系统以及主机电源管理电路造成损害。选择具有电流限制和内部短路保护的 LDO，将有助于防止产生这种不良影响，并在设计整体电源管理模块时提供额外保护。什么是电流限制功能，该功能如何运作？LDO 中的电流限制定义为，建立所施加电流的上限。与恒流源不同，LDO 按需输出电流，同时还会控制调节的总功率。电流限制通过用于控制 LDO 内输出级晶体管的内部电路实现，见图 1。这是一种典型的 LDO 限流电路，由于达到限值后该电路会突然停止输出电流，通常被称为“砖墙”电流限制。此内部电路中，LDO 测量反馈的输出电压，同时测量输出电流相对于内部基准 (IREF) 的缩放镜像。砖墙电流限制在砖墙电流限制中，已定义电流上限，LDO会逐渐增大供应电流，直至达到电流限制。一旦超过电流限制，输出电压不再进行调节，并由负载电路的电阻 (RLOAD) 和输出电流限制 (ILIMIT)确定（公式 1）：只要结温处于可接受的范围 (TJ < 125°C) 内时，热阻 (θJA)允许正常的功耗，传输晶体管就继续此操作并耗散功率。当VOUT 过低且达到温度上限时，热关断功能将断开器件，保护器件免受永久性损害。器件温度降低后，它将重新接通，并且可以继续进行稳压调节。这在可能出现短路的情况下尤为重要，因为 LDO 会继续将 VOUT 调节至 0V。例如，TI 的 TPS7A16 可以在宽电压范围内限制高电流输出。图2 所示为 30V 输入条件下限流功能的行为示例。可以看出，一旦超过电流限制，LDO 继续以限值输出电流，但不再将VOUT调节至 3.3V。一旦超过 105mA 的热限制，将启动热关断功能。该限流功能有助于对镍镉和镍氢单单元电池充电，因为这两种电池都需要恒定的电流供应。电池电压在电池充电时会发生变化，TPS7A16 等 LDO 有助于将恒定电流保持在限值 (I)。防止出现反向电流在大多数低压降稳压器 (LDO) 中，电流沿特定方向流动，电流方向错误会产生重大问题！反向电流是指从 VOUT 流向 VIN 而不是从 VIN 流向 VOUT 的电流。这种电流通常会穿过LDO 的体二极管，而不会流过正常的导电通道，有可能引发长期可靠性问题甚至会损坏器件。LDO 主要包括三个组成部分（见图 1）：带隙基准、误差放大器和导通场效应晶体管 (FET)。在典型应用中，导通 FET 与任何标准 FET 一样，在源极和漏极之间传导电流。用于产生 FET体的掺杂区（称为块体）与源极相连；这会减小阈值电压变化量。将块体与源极相连有一个缺点，即会在FET 中形成寄生体二极管，如图 2 所示。此寄生二极管被称为体二极管。在这种配置中，当输出超过输入电压与寄生二极管的 VFB 之和时，体二极管将导通。流经该二极管的反向电流可能会使器件温度升高、出现电迁移或闩锁效应，从而导致器件损坏。在设计 LDO 时，务必要将反向电流以及如何防止出现反向电流纳入考量。有四种方法可以防止反向电流：其中两种在应用层实施，另外两种在集成电路 (IC) 设计过程中实施。使用肖特基二极管如图 3 所示，在输出和输入之间使用肖特基二极管可以在输出电压超过输入电压时防止 LDO 中的体二极管导通。您必须使用肖特基二极管，肖特基二极管的正向电压较低，而传统二极管的正向电压与肖特基二极管相比要高得多。在正常工作中，肖特基二极管会进行反向偏置，不会传到任何电流。此方法的另一项优势是，在输出和输入之间放置肖特基二极管后，LDO的压降电压不会增大。在 LDO 之前使用二极管如图 4 所示，此方法在 LDO 之前使用二极管以防电流流回到电源。这是一种防止出现反向电流的有效方法，但它也会增大防止 LDO 出现压降所需的必要输入电压。置于 LDO 输入端的二极管在反向电流条件下会变为反向偏置状态，不允许任何电流流过。此方法与下一种方法类似。额外增加一个 FET设计有阻止反向电流功能的 LDO 通常会额外增加一个 FET，以此帮助防止反向电流。如图 5 所示，两个 FET 的源级背靠背放置，以便体二极管面对面放置。现在，当检测到反向电流条件时，其中一个晶体管将断开，电流将无法流过背靠背放置的二极管。此方法最大的缺点之一是使用此架构时压降电压基本上会翻倍。为降低压降电压，需要增大金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 的尺寸，因此将增大解决方案的整体尺寸。应用于汽车中的 LDO（如 TI 的 TPS7B7702-Q1）使用此方法防止出现反向电流。电源抑制比低压降稳压器 (LDO) 最受欢迎的优势之一是，能够衰减开关模式电源生成的电压纹波。这对于数据转换器、锁相环 (PLL) 和时钟等信号调节器件而言尤为重要，因为含有噪声的电源电压会影响这类器件的性能。电源抑制比 (PSRR)仍然常被误认为是单个静态值，下面让我们讨论一下什么是 PSRR，以及影响它的因素有哪些。什么是 PSRR？PSRR 是一个常见技术参数，在许多 LDO 数据表中都会列出。它规定了特定频率的交流元件从 LDO 输入衰减到输出的程度。公式 1 将 PSRR 表示为：公式 1 表明衰减程度越高，以分贝表示的 PSRR 值将越大。（某些供应商采用负号来表示衰减，而大多数供应商，包括 TI在内，却并非如此。）在数据表的电气特性表中，常常可以找到在 120Hz 或 1kHz 频率下规定的 PSRR。但是，单独使用此参数可能无法确定给定的 LDO 是否满足具体的滤波要求。下面，对原因进行具体说明。确实适合应用的 PSRR图 1 所示为将 12V 电压轨调节至 4.3V 的直流/直流转换器。后面连接了 TPS717，这是一款 PSRR 值较高的 LDO，用于调节3.3V 电压轨。4.3V 电压轨上因开关生成的纹波为 ±50mV。LDO 的 PSRR 将确定在 TPS717 的输出端剩余的纹波量。为确定衰减程度，首先必须了解出现纹波的频率。假设此示例中对应的频率为 1MHz，因为此值正好处于常见开关频率范围的中间。可以看到，在 120Hz 或 1kHz 下指定的 PSRR 值对此分析没有任何帮助。相反，您必须参考图 2 中的 PSRR 图。在以下条件下，1MHz 时的 PSRR 指定为 45dB。IOUT = 150mAVIN - VOUT = 1VCOUT = 1μF假设这些条件与具体的应用条件相符。在此情况下，45dB 相当于 178 的衰减系数。可以预计，输入端的 ±50mV 纹波在输出端将被降至 ±281μV。更改条件但是，假设您更改了条件并决定将VIN - VOUT 减小到 250mV，以便更有效地进行调节。那么，您需要参考图 3 中的曲线。可以看到，如果保持所有其他条件不变，1MHz时的 PSRR 减小到 23dB，即衰减系数为 14。这是因为互补金属氧化物半导体 (CMOS) 导通元件进入三极管（或线性）区，即，随着 VIN -VOUT 的值接近压降电压，PSRR 开始降低。（请记住，压降电压是输出电流及其他因素的函数。因此，较低的输出电流会降低压降电压，有助于提高 PSRR。）更改输出电容器的电容值也会产生影响，如图 4 所示。将输出电容器的电容值从 1μF 提高到 10μF 时，尽管 VIN - VOUT的值仍然为 250mV，1MHz 时的 PSRR 将增大到 42dB。曲线中的高频峰已向左移动。这是由于输出电容器的阻抗特性导致的。通过适当调整输出电容值，可以调整或增大衰减程度，以便与特定开关噪声频率保持一致。调整所有参数仅靠调整 VIN - VOUT 和输出电容，就可以提高特定应用的PSRR。但影响 PSRR 的因素并不仅限于这两项。表 1 概述了对其产生影响的多个因素。不迷路，关注我的公众号：硬件工程师炼成之路编辑于 2022-10-22 11:31线性稳压器赞同 607 条评论分享喜欢收藏申请

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