ldo工作原理详解

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1、LDO原理与应用田毅内容电压调节器分类Chargepump(inductorlessDC-DC)DC-DC(inductor)线性电源LDO原理介绍LDO参数具体实例电压调节器分类线性电源传统线性电源低压差线性电源（LDO)开关类电源Chargepump(inductorlessDC-DC)DC-DC(inductor)Chargepump（电荷泵）原理倍压电荷泵示意图(Vout=2xVin)工作过程1:对电容CFLY充电工作过程2:倍压输出倍压电荷泵过程1等效电路:过程2等效电路:可调电压电荷泵工作原理:通

2、过反馈控制电容Cfly的充放电时间，实现调节输出电压的目的DC-DC(inductor)原理框图电子开关整流滤波电路比较电路占空比控制电路V’OVOVREFR1R2VINStepDown“Buck”ConverterStepUP“Boost”ConverterStepUp/StepDown“Buck-Boost”ConverterDC-DC线性电源、开关电源优点外围器件少，PCB面积小，花费少无开关噪声，纹波小缺点降压输出效率低，功耗大哪个更好？？优点可升压、可降压效率高，功耗小缺点设计更复杂，外围器件多，花

3、费也较高输出纹波大线性电源开关电源线性稳压器原理框图调整元件基准电压源误差放大器反馈网络（取样电路）调整元件误差放大基准电压+-Ui取样负载UL用分立元件搭的LDO调整元件误差放大基准电压取样电路工作原理电路开始启动，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，输出达到规定值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VOUT=（R1+R2）/R2*Vr

4、ef集成LDO结构图实际电路比原理框图多了启动电路和保护电路齐纳二极管或带隙基准源达林顿管PNP管PMOSNMOS过流保护热保护一些复杂的LDO还会加过压保护、欠压保护、反接保护等传统线性稳压器调整管基准电压源对输出电压影响最大稳定性好，低温漂，高精度，内阻小带隙基准电压源利用硅能带与价带之间的禁带带隙能量作为基准，因为这个能量几乎是不变的，即通常所说的带隙基准电压源。稳定的基准电压源要求要有不随电压源电压变化的电流偏置电路。一般的偏置电路需要一个启动电路带隙基准电压源pn结二极管产生电压VBE，温度系数为-

5、2.0mV/℃；热电压VT=KT/q，温度系数为+0.085mV/℃。K=2.2/0.085=23.5，在理论实现零温度系数由于该电压等于硅的带隙电压（外推到绝对温度），所以这类基准电路也叫“带隙”基准电路。注：实际上利用的不是带隙电压，有些Bandgap结构输出电压与带隙电压也不一致带启动电路的自偏置电路开始上电，由于上半部分镜像电流源处于零电流状态，节点1处于高电位，同样下半部分也处于零电流状态，节点3处于低电位，MP1导通，2节点电位被拉高，MN1导通，这样节点1被拉低，说明镜像电流源中的管子导通，有电

6、流流过偏置电路，电流持续上升，当到达工作点B时，节点3被拉高，将MP1关断，节点2电位下降，直到MN1关断，这样启动电路完全脱离偏置电路，偏置电路稳定的工作在工作点B处。带隙基准原理图误差放大器误差放大一般采用三级结构，与集成运放相似差分输入级提电路共模抑制比，并且输入电阻很大电压放大级进一步提高电路增益输出级一般除了提高电路增益外，最主要的作用是提高输出摆幅，最大可能的减小输出电阻偏置电路为电路的三部分提供合适的静态工作点偏置。调整管NPN稳压器（NPNregulators）在NPN稳压器的内部使用一个PN

7、P管来驱动NPN达林顿管（NPNDarlingtonpasstransistor），输入输出之间存在至少1.5V～2.5V的压差（dropoutvoltage）。这个压差为：Vdrop＝2Vbe＋Vsat（NPN稳压器）调整管准LDO稳压器（Quasi-LDOregulators）另一种广泛应用于某些场合是准LDO（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＋Vsa

8、t调整管LDO稳压器（LDOregulators）在LDO(LowDropout)稳压器中，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，满载的跌落电压的典型值小于500mV，轻载时的压降仅有10～20mV。LDO的压差为：Vdrop＝Vsat调整管LDO稳压器（LDOregulators）由P沟道MOS管构成的PMOS超低压差线性稳压器(VLDO)，其压差可降至100m