硬件基础-LDO

LDO（低压差+线性+稳压器）

1.原理

通过运放调节P-MOS的输出

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管工作于线性状态。

稳压器： 说明了LDO的用途是用来给电源稳压。

LDO内部基本都是由4大部件构成，分别是分压取样电路、基准电压、误差放大电路和晶体管调整电路。

分压取样电路：通过电阻R1和R2对输出电压进行采集；

基准电压： 通过bandgap（带隙电压基准）产生的，目的是为了温度变化对基准的影响小；

误差放大电路：将采集的电压输入到比较器反向输入端，与正向输入端的基准电压（也就是期望输出的电压）进行比较，再将比较结果进行放大；

晶体管调整电路： 把这个放大后的信号输出到晶体管的控制极（也就是PMOS管的栅极或者PNP型三极管的基极），从而这个放大后的信号（电流）就可以控制晶体管的导通电压了，这就是一个负反馈调节回路。

2.参数

输入输出压差（Dropout Voltage）

压差一般都是很小，LDO的输入电流几乎等于输出电流。压差越大，效率越低。发热功率=电压差 * 电流。

Note:负载电流很小，压差过大也可以使用LDO。

电源抑制比（PSRR）

用来量化LDO对不同频率的输入电源纹波的抑制能力的，它反映了LDO不受噪声和电压波动、保持输出电压稳定的能力。在特定频段内，PSRR越大越好。

100K到1MHz内的PSRR非常重要，这个是DCDC的噪声频率范围。LDO经常作为DCDC的下一级，要有能力滤除来自DCDC的大量噪声。

噪声

噪声指LDO自身产生的噪声信号。只有高精度，低噪声电路上才需要关注这个参数。

静态电流（Iq）
静态电流（Quiescent Current）是外部负载电流为0时，LDO内部电路供电所需的电流。

一般LDO芯片的静态电流的大小与芯片的其他性能成反关系，如低噪声，高电源电压抑制比，动态性能好的LDO静态电流都偏大一些。

3.选型

电压类型

确定电路需要的电压类型是正电压还是负电压。正电压的器件较多，负电压的器件可以考虑LM2991（较多大公司使用）。

输入电压

稳压器输入端可以输入的电压范围（注意输入电压需要降额80％考虑）。

输出电压

稳压器输出端的输出电压值，不要选有ADJ功能的，这样节省器件，降低干扰。

输出电流

稳压器输出端的最大输出电流值（至少留25%裕量）。

压差

确定压差是否合适，一定要查看规格书上，对应最大电流的最小压差要求。

静态电流(Iq)

又叫接地电流，是通路元件的偏流和驱动电流的组合，通常保持尽可能低的水平。静态电流越大，稳压器的效率越低。如果是电池供电，对续航要求很高，一定要选择Iq低的LDO。

封装

线性调整率

稳压器输入变化对输出的影响，即在负载一定的情况下，输出电压变化量和输入电压变化量之比。线性调整率越小越好。

负载调整率

是指在给定负载变化下的输出电压的变化，这里的负载变化通常是从无负载到满负载。负载调整率越小越好。

电源纹波抑制比(PSRR)

表示稳压器抑制由输入电压造成的输出电压波动的能力。PSRR是一个用来描述输出信号受电源影响的参量，PSRR越大，输出信号受到电源的影响越小。如果用在低噪声场合，一定要选择高PSRR（80dB以上）的LDO，建议在80dB以上。

瞬态响应

表示负载电流突变时引起的输出电压的最大变化，它是输出电容Co及其等效串联电阻ESR和旁路电容Cb的函数，其中Cb的作用是提高负载瞬态响应能力，也起到了为电路高频旁路的作用 。要想实现最佳瞬态响应，闭环回路带宽必须尽可能高，同时还要确保有 足够相位余量，以保持稳定性。

4.应用

ACDC电路、蓄电池电路、开关性稳压电源电路