线性稳压器（LDO） 一、应用场景 图1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。 图 1 LDO在AC-DC电路中的应用 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 2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。 图 2 LDO在电池供电电路中的应用 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 3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。 图 3 DC-DC电路中LDO的应用
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 4所示。 图 4 多路LDO供电中的应用 二、原理 1)定义 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，即输出电压是输入电压与晶体管或FET产生的管压降的差值。 图 5 基本原理框图 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。 2)工作原理
低压差线性稳压器（LDO）的压差和功耗 中心议题：线性稳压器（LDO）的输入、输出压差设计线性稳压器（LDO）的功耗设计 便携产品电源设计需要系统级思维，在开发由电池供电的设备时，诸如手机、MP3、PDA、PMP、DSC等低功耗产品，如果电源系统设计不合理，则会影响到整个系统的架构、产品的特性组合、元件的选择、软件的设计和功率分配架构等。同样，在系统设计中，也要从节省电池能量的角度出发多加考虑。例如现在便携产品的处理器，一般都设有几个不同的工作状态，通过一系列不同的节能模式（空闲、睡眠、深度睡眠等）可减少对电池容量的消耗。即当用户的系统不需要最大处理能力时，处理器就会进入电源消耗较少的低功耗模式。带有使能控制的低压差线性稳压器(LDO)是不错的选择。低压差线性稳压器(LDO)的结构主要包括启动电路、恒流源偏置单元、使能电路、调整元件、基准源、误差放大器、反馈电阻网络，保护电路等，基本工作原理是这样的：系统加电，如果使能脚处于高电平时，电路开始启动，恒流源电路给整个电路提供偏置，基准源电压快速建立，输出随着输入不断上升，当输出即将达到规定值时，由反馈网络得到的输出反馈电压也接近于基准电压值，此时误差放大器将输出反馈电压和基准电压之间的误差小信号进行放大，再经调整管放大到输出，从而形成负反馈，保证了输出电压稳定在规定值上；同理如果输入电压变化或输出电流变化，这个闭环回路将使输出电压保持不变，即：VOUT=（R1+R2）/R2*Vref 产生压差的主要原因是，在调整元件中有一个P沟道的MOS管。当LDO工作时MOS管道通等效为一个电阻，RDS(ON), VDROPOUT=VIN-VOUT=RDS(ON)xIOUTR. 由此得出低压差线性稳压器(LDO)的一个重要特性，在输入电压大于最小工作电压和输出电压其标称值范围内，负载电流为零时，输出电压随输入电压的变化而变化，这就是LDO的跟随特性，待输出电压达到其标称值后不随输入而变化，从而达到稳压的目的，这就是LDO的稳压特性。如图为圣邦微电子的SGM2007输入电压和输出电压的曲线。在测试压差（Dropout）时不同的厂家有不同的标准。德州仪器（TI）电压差定义为输出电压较其标称值跌落2％时的输入、输出电压的差值.其它的如，美信（Maxim），圣邦微电子(SGMC)电压差定义为输出电压较其标称值小于100mV时的输入、输出电压的差值.如图为圣邦微电子的SGM2007负载为300mA时输入电压和输出电压的曲线。如图在箭头范围内，输入和输出和箭头组成的图形在一定范围内近试为平行四边形，在平行四边的边上任取一点，做与另一边平行的线段，由平行四边形的定义可知和另一边相等。所以这两种测试方法只是取值点不同而已，对同一芯片而言，两种方法测得值几乎相同。在TMT生产测试中，也有两种测试方法，一种是循环法，输入在某一个确定值时,以步长为1mV下降，至道输出电压较其标称值跌落2％，或输出电压较其标称值小于100mV时停止，这种方法循环的步长越多，测试的时间就越长，对芯片的成本就越高，令一种方法是，输入固定电压法，输入和输出和箭头组成的图形近试平行四边形，只要我的取值点在平行四边形内，测得的值就是相同的，所以通常是根据具体的LDO的Dropout的大小，输入加上某一个值，使输出电压约等于较其标称值跌落2％或较其标称值小于100mV。例如Dropout在150mA时为100mV,那么输入可以等于输出，这样测的输出比标称值小于100mV，等于这样测一次就可以了，节约了大量的时间，降低生产成本。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，而有些标定电压为3.3V工作的微处理器DSP的最低工作电压可以达到2.9V。这样LDO输出值在小于标称值的一定范围内还是可以工作的。由上图可见，LDO的压差越小，输入和输出和箭头组成的图形近试平行四边形越长，LDO的工作时间就越长效率就越高，电池的待机时间也就会越长。低压差线性稳压器由于存在压差，它最大的缺点是在热量管理方面，因为其转换效率近似等于输出电压除以输入电压的值。例如，如果一个驱动图像处理器的LDO 输入电源是从单节锂电池标称的3.6V，在电流为200mA时输出1.8V电压，那么转换效率仅为50%，因此在手机中产生了一些发热点，并缩短了电池工作时间。虽然就较大的输入与输
线性集成稳压器 3.4.1 三端固定集成稳压器 1．三端固定集成稳压器的特点 三端固定集成稳压器包含7800和7900两大系列，7800系列是三端固定正输出稳压器，7900系列是三端固定负输出稳压器。它们的最大特点是稳压性能良好，外围元件简单，安装调试方便，价格低廉，现已成为集成稳压器的主流产品。7800系列按输出电压分有5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等品种；按输出电流大小分有0.1A、0.5A、1.5A、3A、5A、10A等产品；具体型号及电流大小见表3-6。例如型号为7805的三端集成稳压器，表示输出电压为5V，输出电流可达1.5A。注意所标注的输出电流是要求稳压器在加入足够大的散热器条件下得到的。同理7900系列的三端稳压器也有-5V～-24V七种输出电压，输出电流有0.1A、0.5A、1.5A三种规格，具体型号见表3-7。 表3-6 CW7800系列稳压器规格 型号输出电流(A) 输出电压(V) 78L00 0.1 5、6、9、12、15、18、24 78M00 0.5 5、6、9、12、15、18、24 7800 1.5 5、6、9、12、15、18、24 78T00 3 5、12、18、24 78H00 5 5、12 78P00 10 5 表3-7 CW7900系列稳压器规格 型号输出电流(A) 输出电压(V) 79L00 0.1 -5、-6、-9、-12、-15、-18、-24 79M00 0.5 -5、-6、-9、-12、-15、-18、-24 7900 1.5 -5、-6、-9、-12、-15、-18、-24 7800系列属于正压输出，即输出端对公共端的电压为正。根据集成稳压器本身功耗的大小，其封装形式分为TO-220塑料封装和TO-3金属壳封装，二者的最大功耗分别为10W 和20W（加散热器）。管脚排列如图3.4.1(a)所示。U I为输入端，U O为输出端，GND是公共端（地）。三者的电位分布如下：U I＞U O＞U GND(0V)。最小输入—输出电压差为2V，为可靠起见，一般应选4～6V。最高输入电压为35V。 7900系列属于负电压输出，输出端对公共端呈负电压。7900与7800的外形相同，但管脚排列顺序不同，如图3.4.1(b)所示。7900的电位分布为：U GND(0V)＞-U O＞-U I。另外在使用7800与7900时要注意，采用TO-3封装的7800系列集成电路，其金属外壳为地端；而同样封装的7900系列的稳压器，金属外壳是负电压输入端。因此，在由二者构成多路稳压电源时若将7800的外壳接印刷电路板的公共地，7900的外壳及散热器就必须与印刷电路板
Literature Number：ZHCA563
作为电源行业的技术编辑，每天编写及整理出一篇篇技术文章便是我们工作的乐趣与重心，这是一个不停地思考、不停地接触新知识、不停地读书、不停地将灵感转化为现实的工作；同时，把自己编辑过程中的点滴努力都体现在文章中，留下一个个实实在在的印记。而今天我们有幸将所了解的知识变成一本电子书，这一份强烈的欣喜感油然而生。 熟悉电源网的网友都知道，一直以来，TI在技术培训上面投入了很大的精力，而作为行业门户网站的我们也不停的在思考，以何种方式给网友提供更好的培训课程。一直以来，我们联合TI进行在线课程的培训讲解，为的就是能够让大家不受地域、时间限制了解知识。 《线性稳压器基础知识》是电源网的第三本电子书，后期还会继续推出更多更好的培训及相应电子书。在此，也请广大读者以及工程师批评指正，形成更好的电子书分享给大家。在这里也对部分已经观看过培训视频、并给出很多积极反馈的工程师朋友们表示感谢。希望更多工程师朋友加入到与我们互动的行列中，分享你们的学习经验。 电源网 2013年7月
线性稳压器的工作原理是采用一个压控电流源以强制在稳压器输出端上产生一个固定电压，控制电路连续监视(检测)输出电压，并调节电流源(根据负载的需求)以把输出电压保持在期望的数值。 电流源的设计极限限定了稳压器在仍然保持电压调节作用的情况下所能供应的最大负载电流。输出电压采用一个反馈环路进行控制，其需要某种类型的补偿以确保环路稳定性。大多数线性稳压器都具有内置补偿功能电路，无需外部组件就能保持完全稳定。 《线性稳压器基础知识》电子书共分为二章，第一章线性稳压器基础知识，讲述了最基础的线性稳压器知识理论，第二章线性稳压器的分类，讲述了NPN型的LDO、PNP型的LDO、NMOS型的LDO、PMOS 型的LDO这四种不同线性稳压器的特性、架构图、功率损失的简单模型、传输元件，以及驱动电流与低/高负载电流的关系。
低压差线性稳压器(LDO)的基本原理和主要参数 摘要：本文论述了低压差线性稳压器(LDO)的基本原理和主要参数，并介绍LDO 的典型应用和国内发展概况。 引言 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[1]。 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 、取样电阻R1和R2、比较放大器A 组成。 取样电压加在比较器A 的同相输入端，与加在反相输入 端的基准电压Uref 相比较，两者的差值经放大器A 放大 后，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，基准电压与取样电压的差值增 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。 图1-1 低压差线性稳压器基本电路应当说明，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(Output Voltage) 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(Maximum Output Current) 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(Dropout Voltage)
多用途步降开关稳压器L5973AD及其应用 摘要：L5973AD是ST公司推出的一种带2A开关电流限制的步降单片开关稳压器IC。文中介绍了多用途步降开关稳压器L5973AD的内部结构、主要特点和工作原理，同时给出了L5973AD在不同工作方式下的典型应用电路。 关键词：步降开关稳压器；多用途芯片；L5973AD Ｌ５９７３ＡＤ是ＳＴ公司推出的一种带２Ａ开关电流限制的步降单片开关稳压器ＩＣ。这种新型器件的输入电压范围为４．４～３６Ｖ，输出电压可以在１．２３５Ｖ到３５Ｖ之间进行设置。由于该开关稳压器具有宽范围的电压输入和输出特点，因此可广泛应用于网络、工业控制、消费电子产品以及与计算机有关的应用领域之中。 １Ｌ５９７３ＡＤ的功能原理 Ｌ５９７３ＡＤ采用ＳＯ８封装形式，其引脚排列如图１所示。图２所示是Ｌ５９７３ＡＤ芯片的内部结构组成框图。Ｌ５９７３ＡＤ的内部电源电路由启动电路、预调节器、带隙电压参考和偏置电路组成。 Ｌ５９７３ＡＤ中的电压监视器可连续感测ＶＣＣ和ＶＲＥＦ，只要电压高于它们的门限电平，稳压器就会开始工作。 Ｌ５９７３ＡＤ的振荡器电路由频率移位器、时钟发生器、斜坡产生器和同步器组成。其中时钟产生器可为器件产生５００ｋＨｚ的开关频率，频率移位器则可在过电流或短路情况下，用于降低开关频率。时钟信号可应用在内部逻辑电路中，同时也是斜坡产生器和同步器的输入信号。斜坡产生器电路可为ＰＷＭ控制和内部电压前馈提供锯齿波信号。 Ｌ５９７３ＡＤ有一个同步脚，可以以主／从模式工作。当作为主机时，可将外部器件同步到内部开关频率上；而在作从器件时，则可将自己同步到外部信号上。如果将两个器件连接在一起，其开关频率较低的一个应作为从机，另一个则作为主机。 图2 Ｌ５９７３ＡＤ中的电流限制保护电路具有脉冲接脉冲和频率折回两种电流限制保护方式。 由于最小接通时间不足以在５００ｋＨｚ下产生足够的占空比，因此，在较大的过电流或短路条件下，输出电流会再次增加。这样，为保持电感电流在它的门限电平之下，开关频率也必须降低。随着反馈电压因占空比的减小而减小，频率移位器也会使开关频率降低。
随着便携式设备（电池供电）在过去十年间的快速增长，象原来的业界标准LM340 和 LM317 这样的稳压器件已经无法满足新的需要。这些稳压器使用NPN 达林顿管，在本文中称其为NPN 稳压器（NPN regulators）。预期更高性能的稳压器件已经由新型的低压差（Low-dropout）稳压器（LDO）和准LDO稳压器（quasi-LDO）实现了。 NPN 稳压器（NPN regulators） 在NPN稳压器（图1：NPN稳压器内部结构框图）的内部使用一个PNP管来驱动NPN 达林顿管（NPN Darlington pass transistor），输入输出之间存在至少1.5V～2.5V 的压差（dropout voltage）。这个压差为： Vdrop ＝2Vbe ＋Vsat（NPN 稳压器） （1） LDO 稳压器（LDO regulators） 在LDO(Low Dropout)稳压器（图2：LDO稳压器内部结构框图）中，导通管是一个PNP管。LDO的最大优势就是PNP管只会带来很小的导通压降，满载（Full-load）的跌落电压的典型值小于500mV，轻载（Light loads）时的压降仅有10～20mV。LDO的压差为： Vdrop ＝Vsat （LDO 稳压器） （2）
准LDO 稳压器（Quasi-LDO regulators） 准LDO（Quasi-LDO）稳压器（图3：准LDO 稳压器内部结构框图）已经广泛应用于某些场合，例如：5V到3.3V 转换器。准LDO介于NPN 稳压器和LDO 稳压器之间而得名，导通管是由单个PNP 管来驱动单个NPN 管。因此，它的跌落压降介于NPN稳压器和LDO之间： Vdrop ＝Vbe ＋Vsat （3） 稳压器的工作原理（Regulator Operation） 所有的稳压器，都利用了相同的技术实现输出电压的稳定（图4：稳压器工作原理图）。输出电压通过连接到误差放大器（Error Amplifier）反相输入端（Inverting Input）的分压电阻（Resistive Divider）采样（Sampled），误差放大器的同相输入端（Non-inverting Input）连接到一个参考电压Vref。参考电压由IC内部的带隙参考源(Bandgap Reference)产生。误差放大器总是试图迫使其两端输入相等。为此，它提供负载电流以保证输出电压稳定： Vout = Vref(1 + R1 / R2)
开关稳压类电源IC ——AE2596 AE2576 AE1501 AE1509简介 锐和微电子有限公司 https://www.doczj.com/doc/0512855903.html, https://www.doczj.com/doc/0512855903.html,
https://www.doczj.com/doc/0512855903.html, 内容提纲 市场分析 产品特性 对比分析
https://www.doczj.com/doc/0512855903.html, 市场分析（1） 产品应用领域：高效率降压调节器,单片开关电压调节器,正、负电压转换器,电信系统,汽车系统,电池管理数字设备. 移动硬盘、LCD 显示器、POS 机、网络交换设备、电机供电设备、车载电子产品、税控机、LCD 电压调节器、LCM 、汽车充电器、液晶电视、机顶盒、工业和汽车音频电源、大功率LED 电源和12V/24V 分布式电源.
https://www.doczj.com/doc/0512855903.html, 市场分析（2） 国内开关稳压器市场现状及前景 在过去的几年里，主要由于散热方面的限制，开关稳压器一直在逐步取代线性稳压器。开关电源的优点包括较高的效率和较小的占位面积，这使得复杂度的增加以及EMI 问题变得不那么重要. 如果考虑电源管理系统中的开关稳压器限制条件，则其将需要拥有下列特点和特性： 宽输入工作范围 在一个宽负载范围内具有良好的效率 在正常操作、待机和停机状态下具有低静态电流 低热阻 最低的噪声和EMI 辐射
https://www.doczj.com/doc/0512855903.html, 市场分析（3） 从应用领域看，电源管理器件市场的焦点仍集中在便携式设备、计算机、通信和网络设备应用等领域，同时工业设备对电源管理器件的需求也呈上升趋势。这些需求的增长让电源管理器件市场更添活力，各供应商积极进行技术创新，不断推出新产品来满足OEM 的特殊需求。同时，厂商之间也一改传统，尝试着以合作方式拓展生存空间。 面向便携式应用的电源器件市场将在2008年继续攀升至72亿美元。 便携式设备中新增加的音视频、数据输入、无线连接等功能将对电源管理形成新的需求。 在这些新的需求变化下，便携式设备的电源管理呈现出下面几个特征：最重要的当然是效率。
高度集成的开关稳压器单片式解决方案解析 开关稳压器可以采用单片结构，也可以通过控制器构建。在单片式开关稳压器中，各功率开关（一般是MOSFET）会集成在单个硅芯片中。使用控制器构建时，除了控制器IC，还必须单独选择半导体和确定其位置。选择MOSFET 非常耗费时间，且需要对开关的参数有一定了解。使用单片式设计时，设计人员无需处理这些问题。此外，相比高度集成的解决方案，控制器解决方案通常会占用更多的电路板空间。所以，毫不意外多年来人们越来越多地采用单片式开关稳压器，如今，即使对于更高功率，ADI公司也有大量的解决方案可供选择。图1左侧是单片式降压转换器，右侧是控制器解决方案。 图1.单片式降压转换器（左）；带外部开关的控制器解决方案（右） 虽然单片式解决方案需要的空间较少，也简化了设计流程，但另一方面，控制器解决方案的优势是更加灵活。设计人员可以为控制器解决方案选择经过优化、适合特定应用的开关管，也可以控制开关管的栅级，所以能够通过更巧妙地部署无源组件来影响开关边沿。此外，控制器解决方案适合高功率，因为可以选择大型分立式开关管，且开关损耗会远离控制器IC。
但是，除了这些熟知的单片式解决方案的有利和不利因素之外，还有一个因素容易忽略。在开关稳压器中，所谓的热回路是实现低辐射的决定因素。在所有开关稳压器中，应尽量优化EMC。实现优化的基本原则之一是： 化各个热回路中的寄生电感。在降压转换器中，输入电容和高压侧开关之间的路径，高压侧开关和低压侧开关之间的连接，以及低压侧开关和输入电容之间的连接都是热回路的一部分。它们都是电流路径，其中的电流随开关切换的速度而变化。通过快速的电流变化，因寄生电感形成电压偏移，可以作为干扰耦合到不同的电路部分。 图2.单片式开关稳压器（左）和带控制器IC的解决方案（右），每个都有一些不同形式的热回路 所以，这些热回路中的寄生电感必须保持尽可能低。图2用红色标出各热回路路径，左侧为单片式开关稳压器，右侧为控制器解决方案。我们可以看到，单片式解决方案具有两大优势。一，其热回路比控制器解决方案的热回路小。二，高压侧开关和低压侧开关之间的连接路径非常短，且只在硅芯片上完成走线。两者相比，对于带控制器IC的解决方案，连接的电流路径必须通过封
线性稳压器和开关模式电源的基本概念 关键字：线性稳压器开关模式电源SMPS 摘要 本文阐述了线性稳压器和开关模式电源(SMPS)的基本概念。目的是针对那些对电源设计和选择可能不很熟悉的系统工程师。文章说明了线性稳压器和SMPS的基本工作原理，并讨论了每种解决方案的优势和劣势。以降压型转换器为例进一步解释了开关稳压器的设计考虑因素。 引言 如今的设计要求在电子系统中有越来越多的电源轨和电源解决方案，且负载范围从几mA(用于待机电源)到100A以上(用于ASIC电压调节器)。重要的是必需选择针对目标应用的合适解决方案并满足规定的性能要求，例如：高效率、紧凑的印刷电路板(PCB)空间、准确的输出调节、快速瞬态响应、低解决方案成本等。对于系统设计师来说，电源管理设计正成为一项日益频繁和棘手的工作，而他们当中许多人可能并没有很强的电源技术背景。 电源转换器利用一个给定的输入电源来产生用于负载的输出电压和电流。其必需在稳态和瞬态情况下满足负载电压或电流调节要求。另外，它还必须在组件发生故障时对负载和系统提供保护。视具体应用的不同，设计师可以选择线性稳压器(LR)或开关模式电源(SMPS)解决方案。为了选择最合适的解决方案，设计师应熟知每种方法的优点、不足和设计关注点，这是十分重要。 本文将着重讨论非隔离式电源应用，并针对其工作原理和设计的基本知识作相关介绍。 线性稳压器 线性稳压器的工作原理 我们从一个简单的例子开始。在嵌入式系统中，可从前端电源提供一个12V总线电压轨。在系统板上，需要一个3.3V电压为一个运算放大器(运放)供电。产生3.3V电压最简单的方法是使用一个从12V总线引出的电阻分压器，如图1所示。这种做法效果好吗？回答常常是―否‖。在不同的工作条件下，运放的V CC引脚电流可能会发生变化。假如采用一个固定的电阻分压器，则IC V CC电压将随负载而改变。此外，12V总线输入还有可能未得到良好的调节。在同一个系统中，也许有很多其他的负载共享12V电压轨。由于总线阻抗的原因，12V总线电压会随着总线负载情况的变化而改变。因此，电阻分压器不能为运放提供一个用于确保其正确操作的3.3V稳定电压。于是，需要一个专用的电压调节环路。如图2所示，反馈环路必需调整顶端电阻器R1的阻值以动态地调节V CC上的3.3V。
什么是LDO ？ 什么是 LDO? 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。 摘要：本文论述了低压差线性稳压器(LDO)的基本原理和主要参数，并介绍LDO 的典型应用和国内发展概况。 引言 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[1]。 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 、取样电阻R1和R2、比较放大器A 组成。 取样电压加在比较器A 的同相输入端， 与加在反相输入端的基准电压Uref 相 比较，两者的差值经放大器A 放大后， 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 压与取样电压的差值增加，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(Output Voltage) 图1-1 低压差线性稳压器基本电路
线性稳压器又称为三引脚稳压器或降压器等，由于电路简单而容易使用，是许多设计者以前早就耳熟能详的电源。过去由分立器件所构成，IC化普及后变得既简便又小型，被使用在各种不同电源的应用中。近年电子设备要求必须具有高效率，需要大输出功率的设备逐渐以开关电源为主流，不过简单又省空间且低噪声的线性稳压器则是哪里都用得到的电源。 本项从线性稳压器的工作原理开始，说明其主要规格与热计算。 线性稳压器基本上由输入、输出、GND引脚所构成，可变输出则在此增加反馈输出电压的反馈（feed back）引脚(参考图1)。 线性稳压器内部电路概述如图2所示。基本上由误差放大器（误差检测用运算放大器）、基准电压源、输出晶体管所构成。输出晶体管虽用Pch MOSFET，但也可使用Nch的MOSFET、双极的PNP、NPN晶体管。 图2:内部电路概述 工作是完全模拟，是使用了运算放大器基本控制电路之一，即反馈（feed back）环路。输入或负载变动后，即使输出电压开始变动，误差放大器也会连续比较来自稳压器输出电压的反馈电压和基准电压，调整功率晶体管使差分为零，将VO维持恒定。这是反馈环路控制稳定化（调节）。具体上如前所述，误差放大器非反转引脚的电压由于经常与VREF相同，故流向R2的电流将会恒定。流向R1和R2的电流通过REF÷R2可以求得，故Vo将为此电流×（R1＋R2）。这就是欧姆定律，公式如下： 关键要点: ?使用误差放大器的反馈环路控制让线性稳压器的输出稳定。 线性稳压器的电路构成虽然基本上为图5的反馈环路电路，不过压差电压会因输出晶体管种类而异。
标准型和LDO型有极大不同，而LDO型中更可分为3种。使用双极NPN晶体管的LDO虽然品种不太多，但可以处理大电流。甚至可达10A之高，但压差电压则为1V～2V以下，在LDO 中为高压类。双极PNP晶体管的LDO目前是双极系LDO主流。起初很难克服启动时的浪涌电流或电流容量问题，不过已逐渐改善。输出晶体管使用MOSFET的产品可支持更低输出电压、以支持电池驱动应用产品的低功耗需求。 图5:基本电路和输出晶体管 图6:输出晶体管和压差电压 关键要点: ?压差电压视因使用的输出段（控制）晶体管种类而异，故根据使用条件分开使用。 系列稳压器、三引脚稳压器、降压器、LDO。这些想必有听过的名称全都是指线性稳压器。除了这些名称，根据其功能或方式可以分成几类。
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LDO 一.LDO的基本介绍 LDO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（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（TI的TPS78001达到Iq=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。由于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。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DCDC了，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。
低压差线性稳压器(LDO)的基本原理和 主要参数，LDO的典型应用和国内发展概况。 引言 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[1]。 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、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相比较，两者的差值经放大器A 放大后，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，基准电压与取样电压的差值增加，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(Output Voltage)
什么是LDO（LOW DROP-OUT）？ https://www.doczj.com/doc/0512855903.html,/html/electronic/1126304.html 什么是LDO（低压差线性稳压器）？LDO是Low Drop Out(LDO) Linear Voltage Regulators的英文缩写，中文意思是低压差线性稳压器；LDO（低压差线性稳压器）的基本原理；LDO(低压差线性稳压器)的主要参数；LDO的典型应用；LDO 的选择…… 一、什么是LDO（低压差线性稳压器）？ 经常在某某IC上看到LDO，以为他是什么IC公司名字，其实不是。LDO是Low Drop Out(LDO) Linear Voltage Regulators的英文缩写，中文意思是低压差线性稳压器。 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 CMOS 功率晶体管，它能够提供最低的压降电压。使用 CMOS，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。 二、LDO（低压差线性稳压器）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、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相比较，两者的差值经放大器A放大后，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，基准电压与取样电压的差值增加，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
ǖ ? OQO! V DROP =2V BE +V SAT (NPN REG) MEP! MEP! V DROP =V BE +V SAT V OUT =V REF (1+R1/R2) 10123901 1.NPN 3. LDO 10123902 2.PNP LDO 10123903 ? 1148Chester Simpson 2000 5 ǖ ? AN-1148 ?2002National Semiconductor Corporation AN101239www https://www.doczj.com/doc/0512855903.html, āā ? ? LM340 LM317 ? ? ? NPN ? 1?? ? NPN ? ?LDO ? LDO ?quasi-LDO ? ? āā NPN ? PNP NPN ? ? ? 1.5V 2.5V ?dropout voltage ?? " "? ? ǖ āā ? 5V 3.3V ? LDO ? 3?? LDO NPN LDO ? PNP NPN ? ? NPN LDO ǖ āā , ? , 4?? āā ? ?? ? IC ? ? ? ? ? ǖ āā LDO ? ? ? PNP ? 2??LDO PNP ?LDO ǖ āāāāāāVdrop ǚVsat ?LDO ? āā 500mV ? 10mV 20mV ?
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Translated by flytigery 2007/8/16 简介 这篇报告告诉你如何理解LDO的一些术语和定义，如稳压块的压降，静态电流，待机电流，效率，瞬态响应，线性/负载调整率电源纹波抑制比，输出噪声电压，精度，功耗等。而且在介绍每一个概念时都给出了例子加以说明。 1压降 压降被定义为输入电压与输出电压之间的差，当输入电压下降到一定程度时输出电压将不再维持在一个恒定的电压。 该点发生在输入电压不断接近输出电压时。 图1是一个典型的LDO 电路，在非调整区域PMOS可以看作一个电阻，电压降下量可以表示为 Vdropout=Io*Ron 举个例子，下图是TPS76733的输入输出特性，输出1A的时候它的压降是350mV，从输入电压是3.65V的时候输出电压就开始下降从2V到3.65V是该LDO的非调整区域。输入电压如果低于2V将不会有输出，也就是说LDO不动作。比较低的电压降有利于提高LDO 的效率。 2静态电流 静态电流，也被叫做流向地的电流，定义为输出电流与输入电流的差。图3定义了静态电流Iq=Ii-Io。减小静态电流有助于提高LDO 的效率。 静态电流由调整管的偏置电流（比如说参考电压消耗电流，采样电阻消耗电流，误差放大器消耗电流）和驱动调整管基级的电流组成它的大小主要由调整管，LDO的结构，和环境温度决定。 对于双级型晶体管，静态电流随着负载电流成比例的增加，因为双级型晶体管是电流驱动器件。另外在非调整区域，由于发射级和基级寄生电流路径的影响静态电流也会增加，该寄生电流路径是由于基级电压比输出电压低所引起的。 对于MOS管，静态电流几乎不随负载的变化而变化，几乎是一个恒定值，因为MOS管是电压驱动器件。对采用MOS管的LDO来说对静态电流有贡献的只有参考电压的消耗，采样电阻消耗电流，误差放大器消耗电流。在应用中如果对静态电流的消耗比较苛刻的话，最好是采用MOS管作为调整管的LDO 理解LDO的一些术语和定 义