【導(dǎo)讀】取樣電壓加在比較器A的同相輸入端,與加在反相輸入端的基準(zhǔn)電壓Uref相比較,兩者的差值經(jīng)放大器A放大后,控制串聯(lián)調(diào)整管的壓降,從而穩(wěn)定輸出電壓。
LDO的基本原理
低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)的基本電路如圖1-1所示,該電路由串聯(lián)調(diào)整管VT、取樣電阻R1和R2、比較放大器A組成。
圖1-1
取樣電壓加在比較器A的同相輸入端,與加在反相輸入端的基準(zhǔn)電壓Uref相比較,兩者的差值經(jīng)放大器A放大后,控制串聯(lián)調(diào)整管的壓降,從而穩(wěn)定輸出電壓。
當(dāng)輸出電壓Uout降低時,基準(zhǔn)電壓與取樣電壓的差值增加,比較放大器輸出的驅(qū)動電流增加,串聯(lián)調(diào)整管壓降減小,從而使輸出電壓升高。相反,若輸出電壓Uout超過所需要的設(shè)定值,比較放大器輸出的前驅(qū)動電流減小,從而使輸出電壓降低。供電過程中,輸出電壓校正連續(xù)進行,調(diào)整時間只受比較放大器和輸出晶體管回路反應(yīng)速度的限制。
應(yīng)當(dāng)說明,實際的線性穩(wěn)壓器還應(yīng)當(dāng)具有許多其它的功能,比如負載短路保護、過壓關(guān)斷、過熱關(guān)斷、反接保護等,而且串聯(lián)調(diào)整管也可以采用MOSFET。
LDO的主要參數(shù)
1、輸出電壓
輸出電壓是低壓差線性穩(wěn)壓器最重要的參數(shù),也是電子設(shè)備設(shè)計者選用穩(wěn)壓器時首先應(yīng)考慮的參數(shù)。低壓差線性穩(wěn)壓器有固定輸出電壓和可調(diào)輸出電壓兩種類型。固定輸出電壓穩(wěn)壓器使用比較方便,而且由于輸出電壓是經(jīng)過廠家精密調(diào)整的,所以穩(wěn)壓器精度很高。但是其設(shè)定的輸出電壓數(shù)值均為常用電壓值,不可能滿足所有的應(yīng)用要求,但是外接元件數(shù)值的變化將影響穩(wěn)定精度。
2、最大輸出電流
用電設(shè)備的功率不同,要求穩(wěn)壓器輸出的最大電流也不相同。通常,輸出電流越大的穩(wěn)壓器成本越高。為了降低成本,在多只穩(wěn)壓器組成的供電系統(tǒng)中,應(yīng)根據(jù)各部分所需的電流值選擇適當(dāng)?shù)姆€(wěn)壓器。
3、輸入輸出電壓差
輸入輸出電壓差是低壓差線性穩(wěn)壓器最重要的參數(shù)。在保證輸出電壓穩(wěn)定的條件下,該電壓壓差越低,線性穩(wěn)壓器的性能就越好。比如,5.0V的低壓差線性穩(wěn)壓器,只要輸入5.5V電壓,就能使輸出電壓穩(wěn)定在5.0V。
4、接地電流
接地電路IGND是指串聯(lián)調(diào)整管輸出電流為零時,輸入電源提供的穩(wěn)壓器工作電流。該電流有時也稱為靜態(tài)電流,但是采用PNP晶體管作串聯(lián)調(diào)整管元件時,這種習(xí)慣叫法是不正確的。通常較理想的低壓差穩(wěn)壓器的接地電流很小。
5、負載調(diào)整率
負載調(diào)整率可以通過圖2-1和式2-1來定義,LDO的負載調(diào)整率越小,說明LDO抑制負載干擾的能力越強。
圖2-1
式(2-1)
(2-1)式中△Vload-負載調(diào)整率Imax-LDO最大輸出電流Vt-輸出電流為Imax時,LDO的輸出電壓Vo-輸出電流為0.1mA時,LDO的輸出電壓△V-負載電流分別為0.1mA和Imax時的輸出電壓之差
6、線性調(diào)整率
線性調(diào)整率可以通過圖2-2和式2-2來定義,LDO的線性調(diào)整率越小,輸入電壓變化對輸出電壓影響越小,LDO的性能越好。
圖2-2
式(2-2)
(2-2)式中△Vline-LDO線性調(diào)整率Vo-LDO名義輸出電壓Vmax-LDO最大輸入電壓△V-LDO輸入Vo到Vmax‘輸出電壓最大值和最小值之差
7、電源抑制比
LDO的輸入源往往許多干擾信號存在。PSRR反映了LDO對于這些干擾信號的抑制能力。
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