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常见问题解答:低压差 (LDO)线性稳压IC

LDO线性稳压IC原理图

低压差线性稳压IC适用于需要低噪声电源的情况,以及稳压IC必须在输入电源电压和输出负载电压之间保持微小差异的情况下保持稳压的情况,例如电池供电的便携式和无线系统。

 

 

低压差(LDO)线性稳压IC的典型应用有哪些?

LDO线性稳压IC通常用于需要低噪声电源的系统,而不是可能扰乱系统的开关稳压IC。LDO还可用于稳压IC必须保持稳压且输入电源电压和输出负载电压之间差异很小的应用,例如电池供电系统。它们的低压差和低静态电流使它们非常适合便携式和无线应用。

 

LDO可以提供多少输出电流?

具有片内功率MOSFET或双极晶体管的LDO通常提供50 mA至1 A范围内的输出。一些较新的电路实际上可以处理更高的电流。

 

什么是典型的LDO稳压IC电路?

LDO稳压IC在线性区域工作,其拓扑结构如图所示。作为基本稳压IC,其主要元件是串联调整管(双极晶体管或MOSFET),差分误差放大器和精密基准电压源。

LDO线性稳压IC原理图

LDO稳压IC采用串联调整管(双极晶体管或MOSFET)、差分误差放大器和精密基准电压源。
差分误差放大器的一个输入由电阻R1和R2设置,用于监视输出电压的百分比。另一个误差放大器输入是稳定的基准电压源(VREF)。如果输出电压相对于VREF增加,差分误差放大器将改变传输晶体管的输出,以保持恒定的输出负载电压(VOUT)。使能EN输入用于对多个LDO进行排序和/或将LDO输入置于超低功耗状态。

 

哪些特性会影响 LDO 的性能?

LDO 的关键工作因素包括压差、电源抑制比 (PSRR)、输出噪声和静态电流。

 

什么是压差电压?

低压差是指允许IC调节输出负载电压的输入和输出电压之间的差异。也就是说,LDO可以调节输出负载电压,直到其输入和输出在压差电压下相互接近。理想情况下,压差应尽可能低,以最大限度地降低功耗并最大限度地提高效率。通常,当输出电压降至比其标称值低100mV时,认为会达到压差。负载电流和晶体管温度会影响压差。

 

什么是PSRR?

电源抑制比(PSRR)会影响LDO防止输入电压变化引起的输出电压波动的能力。PSRR通常指定在特定频率,例如120 Hz时的60dB抑制,低ESR输出电容和增加的基准电压旁路电容改善了PSRR性能。基于电池的系统应采用在低电池电压下保持高PSRR的LDO。

 

什么会影响LDO的输出噪声?

LDO的内部基准电压源是一个潜在的噪声源,通常指定为特定带宽范围内的微伏均方根,例如1至100 kHz范围内的30 μV rms。与开关模转换器的开关瞬变和谐波相比,这种低电平噪声引起的问题更少。在图中,LDO具有一个(基准电压源)旁路引脚,用于利用一个接地电容滤除基准电压噪声。添加数据手册规定的输入、输出和旁路电容通常会导致噪声水平没有问题。

 

什么是静态电流?

另一个重要特性是静态或接地电流(当不存在负载时流经系统的电流),这会在输入和输出电流之间产生差异。串联调整元件、拓扑和环境温度是静态电流的主要影响因素。静态电流和输入至输出电压限制了LDO的效率,应将其降至最低。

 

输出电容如何影响LDO性能?

控制LDO的频率补偿环路以包括负载电容器可降低对电容器ESR(等效串联电阻)的敏感性,从而允许稳定的LDO与任何类型的高质量电容器。此外,输出电容的放置应尽可能靠近输出。

 

哪些电路特性可以增强LDO性能?

  • 一个使能输入,允许对LDO导通和关断进行外部控制,从而允许对多电源轨系统中的电源进行排序。
  • 软启动功能,可限制浪涌电流,并在上电期间控制输出电压上升时间。
  • 一种睡眠状态,可最大限度地降低功耗,尤其是在基于电池的系统中。
  • 一个旁路引脚,允许使用一个外部电容器来降低基准电压噪声。
  • 一个错误输出,指示输出是否超出调节范围。也称为电压良好或电源良好输出。
  • 热关断,如果 LDO 的温度超过指定值,则将其关闭。
  • 过流保护 (OCP),用于限制 LDO 的输出电流和功耗。
  • 哪些因素决定了特定应用的最佳LDO?
  • 考虑因素包括施加的输入电压的类型和范围、所需输出电压、最大负载电流、最小压差、静态电流、功耗和关断电流。
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创建时间:2022-06-17 14:47