LDO的工作原理
LDO(Low Dropout Regulator,低压差线性稳压器)是一种线性稳压电路,用于将输入电压(VinVin)转换为稳定的、更低的输出电压(VoutVout),即使在输入电压与输出电压差值(压差)很小时也能高效工作。以下是其工作原理的详细解析:
1、稳压过程
a.采样反馈电压
输出电压:VoutVout 通过电阻分压网络(R1、R2)采样,得到反馈电压:
VFB=Vout× (R2/R1+R2)
b.误差比较
误差放大器将 VFB与基准电压 Vref比较:
若 VFB
若 VFB>Vref,说明 Vout偏高,误差放大器减小调整管导通程度,使 Vout 下降。
c.调整管动态调节
调整管相当于一个可变电阻,通过改变其导通程度来调整压降Vin−Vout,从而稳定输出电压。
2、低压差(Dropout)特性
压差(Dropout Voltage):LDO维持稳压所需的最小 Vin−Vout差值。
PNP型LDO:压差较大(0.3V~1V)
PMOS/NMOS型LDO:压差极小(50mV~200mV),如TPS7A47。
进入Dropout模式:当Vin接近Vout时,调整管饱和,LDO仍能工作,但稳压性能可能下降。
3. LDO的关键参数
参数 | 定义 | 影响 |
压差(Dropout Voltage) | 输入与输出的最小允许压差(Vin−Vout) | 决定低输入电压下的工作能力(如电池供电场景)。 |
静态电流(IQ) | LDO自身消耗的电流(无负载时) | 影响待机功耗,对电池寿命至关重要。 |
电源抑制比(PSRR) | 抑制输入电压纹波的能力(单位:dB) | 高频PSRR越高,LDO对噪声的滤除效果越好(如射频应用)。 |
负载调整率 | 负载电流变化时输出电压的波动(如±1%)。 | 反映LDO对负载瞬变的响应能力。 |
线性调整率 | 输入电压变化时输出电压的波动(如±0.1%/V)。 | 反映LDO对输入电压波动的稳定性 |