2022-05-10一、 低壓差線性穩壓器
LDO即low dropout regulator，是一種低壓差線性穩壓器，使用在其飽和區域內(nei) 運行的晶體(ti) 管或場效應管（FET），從(cong) 應用的輸入電壓中減去超額的電壓，產(chan) 生經過調節的輸出電壓。
1. 其四大要素為(wei) ：壓差Dropout、噪音Noise、電源抑製比（PSRR）、靜態電流Iq
2. 主要構成： 啟動電路、恒流源偏置單元、使能電路、調整元件、基準源、誤差放大器、反饋電阻網絡和保護電路等。
3、工作原理
LDO基本電路由串聯調整管VT、取樣電阻R1和R2、比較放大器A組成
係統加電，如果使能腳處於(yu) 高電平時，電路開始啟動，恒流源電路給整個(ge) 電路提供偏置，基準源電壓快速建立，未調節的輸入電壓作為(wei) 供電電源的電壓，基準電壓作為(wei) 誤差放大器的負相輸入電壓，電阻反饋網絡將輸出電壓進行分壓並獲得反饋電壓，此反饋電壓輸入到誤差比較器的同向端，與(yu) 負向的基準電壓進行比較。兩(liang) 電壓差值通過誤差放大器放大後直接控製功率調整元件的柵極，通過改變調整管的導通狀態來控製LDO的輸出，即：Vout=(R1+R2)/R2 ×Vref
實際的低壓差線性穩壓器還具有如負載短路保護、過壓關(guan) 斷、過熱關(guan) 斷、反接保護等其它的功能。
4、主要參數
輸出電壓
最大輸出電流
電壓差
接地電流，也成為(wei) 靜態電流
負載調整率（此值越小，LDO抑製負載的能力越強）
線性調整率（越小，輸入電壓對輸出電壓影響越小，LDO性能越好）
電源抑製比（PSSR）,反映了LDO對幹擾信號的抑製能力。
5、優(you) 缺點及現狀
低壓降（LDO）線性穩壓器的成本低、噪音低、靜態電流小、外接元件也很少，通常隻需一兩(liang) 個(ge) 旁路電容，且具有極低的自有噪聲和較高的電源抑製比PSRR(Power Supply Rejection Ratio)。LDO是一個(ge) 自耗很低的微型片上係統（SoC）。它可用於(yu) 電流主通道控製，芯片上集成了具有極低線上導通電阻的MOSFET，肖特基二極管、取樣電阻和分壓電阻等硬件電路，並具有過流保護、過溫保護、精密基準源、差分放大器、延遲器等功能。PG是新一代LDO，具各輸出狀態自檢、延遲安全供電功能，也可稱之為(wei) Power Good，即“電源好或電源穩定”。 很多LDO僅(jin) 需在輸入端及輸出端各接一顆電容即可穩定工作
新的LDO可達到以下指標：輸出噪聲30μV，PSRR為(wei) 60dB，靜態電流6μA，電壓降隻有100mV。 LDO線性穩壓器有這樣的性能提升主要原因：其使用的調整管是用P溝道MOSFET，P溝道MOSFET是電壓驅動的，無需電流，降低了器件本身消耗的電流，其上的電壓降大致等於(yu) 輸出電流與(yu) 導通電阻的乘積。由於(yu) MOSFET的導通電阻很小，因而它上麵的電壓降非常低。；普通的線性穩壓器是使用PNP晶體(ti) 管。在采用PNP晶體(ti) 管的電路中，為(wei) 防止PNP晶體(ti) 管進入飽和狀態而降低輸出能力， 輸入和輸出之間的電壓降不可太低。
6、選擇方案
升壓是一定要選DCDC的，降壓，是選擇DCDC還是LDO，要在成本，效率，噪聲和性能上比較。
❶當輸入電壓和輸出電壓接近時，最好是選用LDO穩壓器，可達到很高的效率。
實例：把鋰離子電池電壓轉換為(wei) 3V輸出電壓的應用中多選用LDO穩壓器。雖說電池的能量最後10%沒有使用，LDO穩壓器仍然能夠保證電池的工作時間較長，同時噪音較低。
❷當輸入電壓和輸出電壓不是很接近，考慮開關(guan) 型的DCDC了，因為(wei) LDO的輸入電流基本上是等於(yu) 輸出電流的，如果壓降太大，耗在LDO上能量太大，效率不高。
7、分類
LDO分為(wei) 正輸出電壓的LDO和負輸出 LDO。正輸出電壓的LDO（低壓降）穩壓器：使用功率晶體(ti) 管（也稱為(wei) 傳(chuan) 遞設備）作為(wei) PNP。這種晶體(ti) 管允許飽和，所以穩壓器可以有一個(ge) 非常低的壓降電壓，通常為(wei) 200mV 左右；負輸出 LDO 使用 NPN 作為(wei) 它的傳(chuan) 遞設備，其運行模式與(yu) 正輸出 LDO 的 PNP設備類似。
擴展小課堂：壓降電壓是指穩壓器將輸出電壓維持在其額定值上下 100mV 之內(nei) 所需的輸入電壓與(yu) 輸出電壓差額的最小值。
8、傳(chuan) 統線性穩壓器的特點
傳(chuan) 統的線性穩壓器:一般要求輸入電壓Uin要比輸出電壓Uout至少高出2V~3V（如78XX係列的芯片），否則就不能正常工作。但這樣的條件太苛刻。如5V轉3.3V，輸入與(yu) 輸出之間的壓差隻有1.7v，顯然這是不滿足傳(chuan) 統線性穩壓器的工作條件的。其使用 NPN 複合電源晶體(ti) 管的傳(chuan) 統線性穩壓器的壓降為(wei) 2V 左右。
使用 MOS 功率晶體(ti) 管，它能夠提供最低的壓降電壓。使用 功率MOS，通過穩壓器的唯一電壓壓降是電源設備負載電流的 ON 電阻造成的。如果負載較小，這種方式產(chan) 生的壓降隻有幾十毫伏。
二、 DC-DC轉換器
DC-DC直流變（到）直流（不同直流電源值的轉換），隻要符合這個(ge) 定義(yi) 都可以叫DC-DC轉換器，包括LDO。但是一般的說法是把直流變（到）直流由開關(guan) 方式實現的器件叫DC-DC。DC-DC轉換器包括升壓、降壓、升/降壓和反相等電路。DC-DC轉換器的優(you) 點是效率高、可以輸出大電流、靜態電流小。隨著集成度的提高，許多新型DC-DC轉換器僅(jin) 需要幾隻外接電感器和濾波電容器。但是，這類電源控製器的輸出脈動和開關(guan) 噪音較大、成本相對較高。
在這裏插入圖片描述
三種直流電源調整器特點對比
新一代高性能的電源管理方案將DC-DC變換器與(yu) LDO，或者LDO和電荷泵結合起來，克服三者電壓調整器的各自缺陷，從(cong) 而達到低噪聲和高效率的組合。
原文鏈接：https://blog.csdn.net/weixin_44006573/article/details/115479388
