低压差(LDO)稳压器基础知识.docx

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1、低压差(1Do)稳压器基础知识目录1.前言12 .简单介绍下1Do分类23 .线性稳压器(1DO)33.1. 什么是1DO稳压器？33.2.基本原理43.3.应用领域43. 4.电子系统1DO稳压器的要求44. 5.优缺点44.低压差(1Do)稳压器介绍54.1. 稳压器IC类型54. 2.线性稳压器和开关稳压器的优缺点54. 3.什么是1Do稳压器？64. 4.电子系统1DO稳压器的要求64. 5.什么是线性稳压器？64. 6.线性稳压器和开关稳压器功能74. 7.串联稳压器工作原理74. 8.串联稳压器电路配置84. 8.1.输出晶体管84. 8.2.参考也压源85. 8.3.反馈也阻94

2、. 8.4.误差放大器95. 9.三端稳压器与1Do稳压器的区别96. 1DO的便捷功能115. 1.1DO稳压器实用功能116. 1Do的应用特点：127. 1DO稳压器过流保护操作131 .前言根据调整管的工作状态，我们常把稳压电源分成两类：线性稳压电源和开关稳压电源。此外，还有一种使用稳压管的小电源。这里说的线性稳压电源，是指调整管工作在线性状态下的直流稳压电源。而在开关电源中则不一样，开关管是工作在开、关两种状态下的。2 .简单介绍下1DO分类NPN稳压管：内部用一个PNP管控制达林顿调整管。1DO稳压管：调整管是一个PNP管。Squasi-1DO:调整管是由一个PNP管控制一个NPN

3、管。1DO(R)WdroPoUtPUt)低压差线性稳压器，1DO的工作原理是通过反馈调整MOSFET的VSd压降以使输出电压不变。输出电压纹波小，电流也较小，用于RF模块或音频模块等对电压要求高的电路。特点是成本低噪音小。缺点是效率低，输出电流小，只能用在降压的场合。必须要注意，为了达到稳定的回路就必须使用负反馈。下面是1DOS-1167Series的基本原理图。该电路主要是由串联调整管、取样电阻、比较放大器组成。取样电压加在比较放大器的同相输入端，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

4、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串联调整管回路反应速度的限制。环路内的负反馈总是强制比较放大器调节输入两端的电压使其相等。1DO的效率不高，下表是33v的1DO量得的数据。Vo1tage1ocationDiagnosticsMenuMyDocumentMenuUO4A（3加）R18A934mA474V431mA481VR14A916mA3425rA3.J5V在diag斥放率为67.86

5、%,在OS下效率为66.62%。输入输出电流基本相等，是因为输入电流到输出电流，经过PNP调整管，只在栅极消耗了一点。以S1167B33-I6T2G为例测得的输入输出曲线如下图:输入端大于3.3V时，一直有恒定的3.3V输出，大于2.8V小于3.3V时，输入等于输出，小于2.8V时，系统就不稳定了。把输出端对地短路，并未出现大电流(0.02mA)。6.5V是SPeC中定义的，由于怕损伤器件，输入并未超过6.5V测量。稳压管的另一个重要的指标就是稳定性，在我们的设计线路中常常看到在其输出端会有大大小小的电容，其作用是什么呢?下面具体分析稳压管的反馈及回路稳定性。3 .线性稳压器(1DO)3.1什

6、么是1DO稳压器？1Do稳压器是一种半导体稳压器，在所需输出电压不同于输入电压时使用。例如，假设输入电压为5V,所需输出电压为3V。这种情况下，1DO稳压器是简单经济的电源稳压解决方案。输入输出电压差小的稳压器称为1DO稳压器。1DO代表低压差；1DO稳压器是一种输入输出电压低压差的线性稳压器。3. 2.基本原理线性稳压器是一种非常简单和常见的电源c,主要用于从输入电压生成一个稳定的输出电压。1DO通过一个内置的晶体管以线性方式调节电流。4. 3.应用领域由于其简单性和低噪声特性，1DO广泛应用在低功耗和对噪声敏感的应用中，如传感器、模拟电路和微控制器。5. 4.电子系统1Do稳压器的要求传统

7、上，电源电路或稳压器IC(如PM1CS*1)通常用在电路板上为每块电路或IC提供所需电压。然后，电源电路和稳压器IC为每个电路供电。不过，电路板长布线产生的电阻会造成显著压降，而电路板平行布线之间的串扰往往会影响噪声敏感器件的工作。为解决这些问题，通常采用负载点(PO1)稳压器IC在局部形成每块电路或IC所需的电压。*1电源管理IC：一种用于管理系统中多条电源线的稳压器IC目前，为提高电子设备性能、缩小尺寸并增强通用性，电路越来越复杂且节能。这种情况下，电路和IC开始采用低电压工作。此外，传感器和高精度模拟电路需要低噪声电路设计。Asing1epowersupp1yIC(e.g.,aPMIQo

8、naboardsupp1iestherequiredvo1tagestomu1tip1eICsandcircuits.Inthiscase,systemstabi1itymightbedegradedbytheaddedresistanceof1ongboardtracesandcrossta1kbetweenpara11e1boardtraces.P1ace1DOregu1atorsandotherpowersupp1yICsdosetotheirpointofuseinordertoprovideprecise1yregu1atedvo1tagewith1ownoiseforthesubs

9、equentICorcircuitryandtherebyimprovesystemstabi1ity.Printedcircuitboard3. 5.优缺点优点：设计简单，低噪声，低成本。缺点：效率相对较低，不能适应高电流或高电压应用。4.低压差（1DO）稳压器介绍4.1. 稳压器IC类型稳压器IC大致分为将直流电压转换为所需直流电压的c,以及将交流电压转换为所需直流电压的IQ用于DC-DC转换的稳压器IC进一步分为线性稳压器和开关稳压器，也称DODC转换器。线性稳压器有两种基本形式：串联稳压器和并联稳压器。低压差（1Do）稳压器是一种串联稳压器。1inearregu1atorsarecap

10、ab1eofon1ystep-downvo1tageconversion.Powersupp1yICsSeriesregu1atorsShuntregu1atorsDC-DCconvertersSwitchingregu1atorsAD-DCconvertersconvers1inearregu1ators(Step-downconversion)Step-downconvertersStep-upconvertersStep-up/step-downconvertersInvertingconverters图1电源IC类型4. 2.线性稳压器和开关稳压器的优缺点线匕檄t器联甑3S随压转涣期支

11、持升压转赖xn升压/降压转换姐反相林决低高fii+3n简单3瑜入喻出电压差大相出电压源收小大嶂声（如EMI）小大2小11DOaHft入9出电压INS小,取决于使用3H*.Q.DOaSabr.表1线性稳压器和开关稳压器对比表4.3. 什么是1DO稳压器?1DO稳压器是一种半导体稳压器，在所需输出电压不同于输入电压时使用。例如，假设输入电压为5V,所需输出电压为3V。这种情况下，1DO稳压器是简单经济的电源稳压解决方案。输入输出电压差小的稳压器称为1DO稳压器。1DO代表低压差；1DO稳压器是一种输入输出电压低压差的线性稳压器。本文说明为什么电子设备需要1DO稳压器才能稳定运行并提供简要描述。4.

12、 4.电子系统1DO稳压器的要求传统上，电源电路或稳压器IC（如PM1CS*1）通常用在电路板上为每块电路或IC提供所需电压。然后，电源电路和稳压器IC为每个电路供电。不过，电路板长布线产生的电阻会造成显著压降，而电路板平行布线之间的串扰往往会影响噪声敏感器件的工作。为解决这些问题，通常采用负载点（PC）1）稳压器IC在局部形成每块电路或IC所需的电压。电源管理IC：一种用于管理系统中多条电源线的稳压器IC目前，为提高电子设备性能、缩小尺寸并增强通用性，电路越来越复杂且节能。这种情况下，电路和IC开始采用低电压工作。此外，传感器和高精度模拟电路需要低噪声电路设计。Asing1epowersup

13、p1yIC(e.g.aPMIQonaboardsupp1iestherequiredvo1tagestomu1tip1eICsandcircuits.Inthiscase,systemstabi1itymightbedegradedbytheaddedresistanceof1ongboardtracesandCroSSta1kbetweenpara11e1boardtraces.P1ace1DOregu1atorsandotherpowersupp1yiCsdosetotheirpointofuseinordertoprovideprecise1yregu1atedvo1tagewith1o

14、wnoiseforthesubsequentICorcircuitryandtherebyimprovesystemstabi1ity.Printedcircuitboard4.5. 什么是线性稳压器？线性稳压器是一种稳压器c,随着输入电压或输出电流的变化起可变电阻的作用，以保持输出电压稳定不变。线性稳压器有两种：串联稳压器和并联稳压器。顾名思义，串联稳压器串联在电源和负载之间，而并联稳压器则并联在电源和负载之间。Seriesregu1atorI1N=IoUT+IGND4.6.线性稳压器和开关稳压器功能Shuntregu1ator1!N=1ou+1K线性稳压器切断过电压，保持输出电压不变。相反

15、，开关稳压器控制导通/断开时间，保持输入电压平均值稳定，从而调节输出电压。1inearregu1ators1inearregu1atorscutoffexcessivevo1tage0nOffInputvo1tageOutputvo1tage4. 7.串联稳压器工作原理InPUtCVo1tagedrop*oadvo1tageCduetoavariab1e1J闻resistor(VoROP)Variab1eresistor(RVAR)OUtPUtcurrent(o)mmInput，vo1tageDrain-sourcevo1tage(VOS)4Outputcurrent(Iqut)Theva1ueofavariab1eresistoriscontro11edaccordingtochangesininputv