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线性电源和开关电源区别(线性电源)

导语:线性电源(4)LDO ≠ 线性电源

线性电源(1)线性电源的结构和原理

线性电源(2)线性稳压器的输出电容

线性电源(3)线性稳压器的关键参数

(1)什么是LDO

LDO是lowdropout regulator,意为低压差线性稳压器,是相对于传统的线性稳压器来说的。

传统的线性稳压器,如78xx系列的芯片都要求输入电压要比输出电压高出2v~3V以上,否则就不能正常工作。但是在一些情况下,这样的条件显然是太苛刻了,如5v转3.3v,输入与输出的压差只有1.7v,显然是不满足条件的。针对这种情况,才有了LDO类的电源转换芯片。

LDO=low dropout regulator,低压差+线性+稳压器。

“低压差”:输出压降比较低,例如输入3.3V,输出可以达到3.2V。“线性”:LDO内部的MOS管工作于线性电阻。“稳压器”说明了LDO的用途是用来给电源稳压。由于一般的LDO封装都比DC-DC小的多,并且成本也低得多,因此在很多产所中,我们会使用到LDO来转换我们所需要的电压,当然在选择使用LDO的前提下,是需要满足对噪声的反应和耗电等基本要求的。

(2)LDO ≠ 线性电源

上一级我们讲过:线性电源的参数“调整电压”

调整电压:即,输出,输入电压差,工作时输入电压到输出电压的压降;必须首先考虑这个调整电压,以确定此线性电源能否满足系统的要求。

有时我们会发现,有的线性电源的这个参数的最小值“并不小”,但是LDO的这个参数非常小。如果输入电压与输出电压的压差小于2.5V,建议使用低压差调整电源(LDO)。

(3)LDO为什么能实现低压差

LDO线性稳压器的性能之所以能够达到这个水平,主要原因在于其中的调整管是用P沟道MOSFET,而普通的线性稳压器是使用PNP晶体管。P沟道MOSFET是电压驱动的,不需要电流,所以大大降低了器件本身消耗的电流;另一方面,采用PNP晶体管的电路中,为了防止PNP晶体管进入饱和状态而降低输出能力, 输入和输出之间的电压降不可以太低;而P沟道MOSFET上的电压降大致等于输出电流与导通电阻的乘积。由于MOSFET的导通电阻可以很小,因而它上面的电压降非常低。

MOSFET LDO 能支持非常低的压降、低静态电流、改善的 噪声性能和低电源抑制。

上图中我们可以看到正是由于MOSFET的特性,可以实现DS之间的低压降,才能实现了LDO的VIN 与 VOUT 之间可接受的最小压差足够的小。

在 LDO 数据表中,只规定了最大输出电流条件下的压 降。在其他的工作条件下,压降可以通过计算求出。

LDO 中使用的 FET 工作于线性区。FET 在饱和线上具 有最小的电阻。LDO 不能在饱和线的左侧区域中工作。

(4)LDO的优点

低压降(LDO)线性稳压器的成本低,噪音低,静态电流小,这些是它的突出优点。它需要的外接元件也很少。新的LDO线性稳压器可达到以下指标:输出噪声30μV,PSRR为60dB,静态电流6μA(TI的TPS78001达到Iq=0.5uA),电压降只有100mV(TI量产了号称0.1mV的LDO)。

(5)LDO的选型

参考文献:TI《DC-DC 基础知识 线性稳压器》

欧姆龙《线性稳压器与开关稳压器的基础》

器件厂家有些资料还是非常不错的,例如:ADI、TI等厂家的技术资料非常好。我们已经整理到《硬十课堂》

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