《LDO电源设计原理与应用.ppt

* Introduction and Layout Principle of Linear Power Supply Bob Jiang Nov. 2009 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. * Introduction of Linear Power Supply 线性电源，是指调整管工作在线性状态下的直流稳压电源。一般来说，线性稳压电源由调整管、参考电压、取样电路、误差放大电路等几个基本部分组成。另外还可能包括一些例如保护电路，启动电路等部分. Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. * Fundamental Principle of Linear Power Supply 调整原理如下：直流输出电压由于输入电压升高或输出负载电流减小而升高时，串接晶体管（设为NPN型）基极电压下降，其等效电阻阻值加大，使输出电压降低，从而保持采样电压等于参考电压。这种负反馈控制在输出电压下降时也同样起作用。此时误差放大器输出会使串接晶体管基极电压上升，集电极电阻减小，直流输出电压升高，使采样电压等于参考电压。实质上，输入电压的任何变化都会被串联晶体管等效电阻所调整，使输出电压保持不变，其恒定程度与反馈放大器的开环增益相关。晶体管始终工作在线性状态，电路损耗为各元件直流损耗。 串接NPN型晶体管的线性调整器，若基极驱动由Vin经Rb提供，则Vin与Vout之间必须存在最小压差以保证向内的基极驱动电流。 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. * Introduction of Linear Power Supply 线性稳压电源是比较早使用的一类直流稳压电源。线性稳压直流电源的特点是：输出电压比输入电压低；反应速度快，输出纹波较小；工作产生的噪声低；效率较低；发热量大（尤其是大功率电源），间接地给系统增加热噪声。 线性电源的主要缺点是串接晶体管存在过大功耗，所有的负载电流都必须通过串接晶体管，其功耗为（Vin – Vo) Io。大多数情况下，串接NPN型晶体管的最小压差（Vin – Vo) 为2.5V。在效率计算可近似为Vo/Vin*100%的情况下(忽略 LDO 静态电流 )，电路效率太低！ Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. * Introduction of LDO 为解决压差过大（功耗过大）而不适合用在低电压转换的问题，出现了LDO（Low Dropout Linear Regulator ）. 低压差线性稳压器也存在压差，具有线性电源的优点和缺点。其转换效率近似等于输出电压除以输入电压的值。例如，如果一个LDO输入电源是3.6V，在电流为200mA时输出1.8V电压，那么转换效率仅为50%。虽然就较大的输入与输出电压差而言，确实存在这些缺点，但是当电压差较小时，情况就不同了。例如，如果电压从1.5V降至1.2V，效率就变成了80%。 在LDO中，产生压差的主要原因是在调整元件中有一个P沟道的MOS管。当LDO工作时MOS管道通等效为一个电阻，Rds(on), Vdropout = Vin - Vout = Rds(on) x Iout (式A) Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. * Introduction of LDO LDO的结构主要包括启动电路、恒流源偏置单元、使能电路、调整元件、基准源、误差放大器、反馈电阻网络，保护电路等。 基本工作原理是这样的：系统加电，如果使能脚处于高电平时，电路开始启动，恒流源电路给整个电路提供偏置，基准源电压快速建立，输出随着输入不断上升，当输出即将达到规定值时，由反馈网络得到的输出反馈电压也接近