ldo低压差线性稳压器 低压无片外电容的ldo稳压器设计

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1、ldo低压差线性稳压器低压无片外电容的LDO稳压器设计导读：就爱阅读网友为您分享以下“低压无片外电容的LDO稳压器设计”的资讯，希望对您有所帮助，感谢您对92to.com的支持!2LDO的基本原理及性能参数LDO线性稳压器是一个恒压电源，它能根据负载和输入电压的变化调节自身的输出电阻和电流，从而稳定输出电压。2.1LDO的核心电路构成图2-19LDO电路原理图Fig.2-1LDOschematic图2-1所示为LDO工作原理图，主要由误差放大器、调整管（Mp）、基准电压源（Vref）和反馈网络（R1和R2）组成【6】。（1）调整管（Mp）调整管时宽长比很大的PM

2、OS管，其栅极接误差放大器的输出，通过误差放大器的输出电流驱动PMOS的栅极电压为负载提供所需的输出电流，并且稳定输出电压。其结构有NPN达林顿管、PNP和NPN结构、功率MOSFET。（2）误差放大器9其同相输入端和反相输入端分别接反馈电压Vfb和基准电压Vref，输出端接调整管（Mp）的栅极，当反馈电压与基准电压不相等时，误差放大器将这两个电压的差值放大后来驱动调整管（Mp）的栅压，从而使反馈电压等于基准电压，即Vfb=Vref。所以，设计高增益和大驱动能力的误差放大器是非常必要的。（3）基准电压源基准电压为LDO提供参考电压，其电压的精度和稳定性直接影响L

3、DO输出的精度和稳定性。本文采用低压基准电压电路结构，不仅可以产生所需的基准电压，而且精度也比较高。（4）反馈网络反馈网络是采用电阻分压的方式将输出电压按比例反馈到误差放大器的输入端，并与参考电压Vref进行比较。反馈电压与输出电压的关系为：，所以，可以通过调节来改变这两个电压的比例关系，即反馈系数。2.2工作原理9电源上电时，启动电路使基准电压源工作在正常状态，在误差放大器的反相输入端提供一个精确的参考电压Vref。反馈网络通过电阻将输出电压分压，把得到的反馈电压Vfb接到误差放大器的同相端。误差放大器比较器输入端的基准电压和反馈电压，将其输入的误差放大后驱动

4、调整管的栅极，通过改变调整管的输出电流，从而使输出电压稳定在一个固定的电压值，最终使反馈电压近似等于基准电压【7】。由基准电压源、误差放大器、功率调整管和反馈网络组成的系统是一个负反馈系统，闭环系统的各电压关系满足下式：（2-1）（2-2）A是误差放大器和调整管组成的运放增益，是反馈系数，，假设βA>>1,则输出电压为：（2-3）2.3设计参数9设计参数是LDO整体性能的衡量标准【8】【9】，通过对设计参数的推导，可以了解个参数的决定因素以及参数之间的关系。从而在设计电路时能更好的均衡考虑参数的设计，最终能设计出一个高性能的线性稳压器。下面对LDO设

5、计过程中所需要考虑的各种要素进行详细的说明与分析。2.3.1最小压降（DropoutVoltage）图2-2压差原理图Fig2-2DropoutschematicLDO的最小压降定义为：在一定负载情况下，LDO能够保证输出稳定电压所需的最小输入电压与输出电压的差值。早期采用NPN达林顿管作为调整管，其压差在2.5V～3V之间；改用PNP和NPN结构后，其压差降为1.2V～1.5V之间；在现代低压线性变换器中多采用功率MOSFET，其压差可降至零点几伏。负载一定时，压降越低，LDO自身的功耗越小，稳压器的效率越高。2.3.2静态电流静态电流定义为输入电流与输出电流

6、之差，它的大小决定了LDO自身的功耗，影响LDO的转换效率，此电流为出调整管之外其他模块所消耗的电流。其计算入下：9（2-4）在满足设计的主要性能不受影响的情况下，要想提高电流的使用效率，应尽可能减小LDO内部各模块的偏置电流。2.3.3效率效率为输出功率与输入总功率之比，反映了LDO对电源能量的有效利用率，表达式入下：（2-5）其中Vout是输出电压，Iout是输出电流，Iq为静态电流，Vin为输入电压。从效率的表达式可看出，降低芯片自身的功耗和减小输入与输出的压差可以提高效率。2.3.4线性调整率线性调整率定义为：输入电压变化时，输出电压相对于输入电压变化的

7、比率，它是衡量输出电压对输入电压的稳定性能，该值越小，说明输入电压的变化对输出电压的影响越小，LDO的性能越好。9假设输入电压变化为，引起输出电压的变化为，线性调整率的计算公式为：（2-6）当LDO的负载为RL，反馈电阻为R1和R2，则输出端的等效电阻为：（2-8）设误差放大器的曾以为A，调整管的跨导为gm，调整管的源—漏等效电阻为RDS，当LDO的输入电压发生变化时，则输出电压可表示为：（2-9）（2-10）（2-11）得9（2-12）两边对Vin求导：（2-13）由于gmAR1Req>>R1+R2，上式可简化为：（2-14）由上式可看出，增大误差

8、放大器的增益A和调整管的