LDO是線性電源的一種,它可以實(shí)現(xiàn)電源電壓的轉(zhuǎn)換,不過主要用在降壓領(lǐng)域。它的全稱是Low Dropout Regulaor,就是低壓差線性穩(wěn)壓器,這個(gè)低壓差就表示它的輸入輸出電勢(shì)差不會(huì)太大,所以叫低壓差。也可以理解為:LDO=低壓差+線性+穩(wěn)壓器。
那LDO有哪些特點(diǎn)呢?
對(duì)于LDO電路,相對(duì)與DCDC電路,它具備成本低,噪音低,靜態(tài)電流小等優(yōu)點(diǎn),并且在實(shí)際運(yùn)用中,它需要的外接元件也更少,通常僅僅需要一兩個(gè)旁路電容就可以了。
比如型號(hào)spx3819(某一常用LDO電路芯片)的電路圖如下圖所示,可以看到它的外圍電路器件非常簡(jiǎn)單。
在對(duì)LDO的理解中,可以對(duì)LDO的組成部分分開理解。
比如上圖,它是一個(gè)基本的低壓降穩(wěn)壓器,通過電阻R進(jìn)行分壓,下半部分為穩(wěn)壓電路,具有穩(wěn)壓管元件,它的穩(wěn)壓工作區(qū)間決定了輸出穩(wěn)壓的范圍,雖然是一個(gè)簡(jiǎn)單的電路,但是它可以實(shí)現(xiàn)小電流(百mA級(jí)別),小動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的穩(wěn)壓作用。
如果在電路中加入一個(gè)三極管,就可以起到反饋調(diào)節(jié)的作用,如上圖,當(dāng)輸入電壓Vin增大時(shí),輸出電壓Vout就會(huì)瞬間增大,三極管的射極電Ve也會(huì)增大,此時(shí)如果基極電壓Vb不變,發(fā)射結(jié)電壓就會(huì)減少,進(jìn)而輸出電流減少,Vout也相應(yīng)減小,可以看成是一個(gè)基本的低壓差穩(wěn)壓器。
如果加上線性,就是如下圖所示的電路(一個(gè)簡(jiǎn)單的LDO電路)。
相比于低壓差穩(wěn)壓器電路,它增加了運(yùn)算放大器,作用上加深的反饋效果同時(shí)提高輸出輸出電壓的穩(wěn)定性。
當(dāng)輸入電壓Vin增大或輸出負(fù)載電阻增大時(shí),輸出電壓Vout也會(huì)瞬間增加,通過R1,R2采樣得到的電壓也會(huì)增加,因?yàn)槭欠聪蚨溯斎耄赃\(yùn)放A的輸出會(huì)相應(yīng)減少,則Vb-Ve就會(huì)減少,進(jìn)而Vout減小。其中R1,R2的分壓作用是LDO的原理核心,所以LDO只能用于降壓,不能用于升壓,并且電流不能過大。
通過對(duì)于上面LDO電路的舉例,就可以理解LDO內(nèi)部有四個(gè)部分組成:分別是基準(zhǔn)參考電壓,誤差放大器,分壓抽取電路和晶體管調(diào)整電路。
基準(zhǔn)參考電壓:就是正向輸入端的電壓,也是LDO的輸入電壓,也稱基準(zhǔn)電壓。
誤差放大器:將采集到的電壓輸入到比較器反向輸入端,與正向輸入端的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較,再將比較結(jié)果放大,如果反向輸入端電壓增大,則會(huì)導(dǎo)致運(yùn)放的輸出端減小。
分壓抽取電路:就是電路圖中的R1,R2,通過它們對(duì)輸出電壓進(jìn)行采集
晶體管調(diào)整電路:運(yùn)放放大后的信號(hào)會(huì)輸送到晶體管的基極,從而放大后的信號(hào)可以控制晶體管的導(dǎo)通電壓,形成一個(gè)負(fù)反饋調(diào)節(jié)回路。