LDO(低压差+线性+稳压器)
1.原理
通过运放调节P-MOS的输出
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管工作于线性状态。
稳压器: 说明了LDO的用途是用来给电源稳压。
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。
2.参数
输入输出压差(Dropout Voltage)
压差一般都是很小,LDO的输入电流几乎等于输出电流。压差越大,效率越低。发热功率=电压差 * 电流。
Note:负载电流很小,压差过大也可以使用LDO。
电源抑制比(PSRR)
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。
噪声
噪声指LDO自身产生的噪声信号。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。
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。
3.选型
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。
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。
封装
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。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Co及其等效串联电阻ESR和旁路电容Cb的函数,其中Cb的作用是提高负载瞬态响应能力,也起到了为电路高频旁路的作用 。要想实现最佳瞬态响应,闭环回路带宽必须尽可能高,同时还要确保有 足够相位余量,以保持稳定性。
4.应用
ACDC电路、蓄电池电路、开关性稳压电源电路