LDO工作原理详解!只需一句话,就能讲清楚了!

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LDO是物联网电子产品中应用最广泛的电源芯片。优点众多:外部电路极其精简(只需要较小的输入输出电容),电源噪声很低,价格便宜,响应速度快(没有充过放电过程)。

前面我们讲了LDO如何使用,以及主要参数。


今天我们来讲讲LDO内部的工作原理

LDO工作原理详解!只需一句话,就能讲清楚了!

从字面意思看LDO工作原理

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。

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LDO核心架构:P-MOS+运放

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LDO工作原理就一句话:通过运放调节P-MOS的输出。

运放,控制P-MOS的打开程度。

LDO内部产生一个基准电压,作为运放的反向电压,将LDO的输出电压通过分压作为运放的正向输入电压。 运放的输出去控制P-MOS管的工作状态

P-MOS,相当于一个压控的可变电阻。

P-MOS处于线性电阻区,可看成一个压控可变电阻。输入的VIN电压,经过这个P-MOS管后变为输出电压,这里P-MOS管的作用为将输入电压通过P-MOS的线性电阻区,将电压动态衰减值VOUT电压。

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LDO的负反馈回路

LDO选型要点:

LDO除了输出电压电流,还要考虑以下因素:

噪声

噪声是衡量一个LDO性能的最关键参数,噪声可以通过两种手段降至最低,第一,选择本底噪声很低的LDO型号,第二在电路设计中将可能引入的电源噪声降至最低。但我们选型和设计中没必要吹毛求兹,选择能够满足电路要求的LDO即可。选择合适的才是最好的。

电源抑制比PSRR

用最通俗的话解释就是,电源的输入与输出的纹波的比值,PSRR越高,表明LDO对于纹波的抑制效果更好,打个比方输入纹波为10mV,PSRR 为75dB,那么输出的纹波幅度为1.8uV(纹波降低约5623倍)。

静态电流

静态电流往往在我们设计超低功耗产品时重点关注,比如,一款蓝牙设备,整机待机状态电流仅为1.5uA,但LDO静态电流如果高达70uA甚至更高将严重影响待机时间,我们必须选择静态电流在uA级别的LDO来满足设计要求。

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