LDO原理结构及应用
来源： 作者： 发布时间：2015-01-25 10:03:03 浏览量：LDO的种类
LDO是新一代的集成电路稳压器，它与三端稳压器最大的不同点在于，LDO是一个自耗很低的微型片上系统(SoC)。
LDO按其静态耗流来分，分为OmniPowerTM / MicroPowerTM / NanoPowerTM三种产品。
OmniPowerTM LDO的静态电流在100mA-1mA，是一种静态电流稍大但性能优于三端稳压器的新型线性稳压器，适用于使用AC/DC固定电源的所有电子、电器产品。因其需求量大，生产量大，而生产成本极低，价格十分便宜。
MicroPowerTM LDO的静态电流在10mA-100mA，是一种微功耗的低压差线性稳压器，它具有极低的自有噪音和较高的电源纹波抑制(PSRR)，具有快捷的使能控制功能，给它一个高或低的电平可使它进入工作状态或睡眠状态，具有最好的性能/功率插件电感比，适用于在需要低噪音的手机电源中使用。
NanoPowerTM LDO的静态电流小于10mA，通常只有1mA。是一种毫微功耗的低压差线性稳压器，具有极低的静态电流，稳压十分精确，最适用于需要节电的手提电子、电器产品。
见图1。
LDO的结构
LDO的结构是一个微型的片上系统，它由作电流主通道的、具有极低在线导通电阻RDS(ON)的MOSFET、肖特基二极管、取样电阻、分压电阻、过流保护、过温保护、精密基准源、差分放大器、延迟器、POK MOSFET 等专用晶体管电路在一个芯片上集成而成。如图2。
POK(Power OK)是新一代LDO都具备的输出状态自检、延迟安全供电功能，也有称之为Power good即“电源好”。
工作原理及效率
LDO 的工作原理是通过负反馈调整输出电流使输出空芯电感电压保持不变。
LDO是一个步降型的DC/DC 转换器，因此Vin > Vout，它的工作效率一般为60-75%，静态电流小的效率会好一些。
LDO选择原则
当所设计的电路要求分路电源具有下列特点时：
1) 低噪音、高纹波抑制;
2) 占用PCB板面积小(如手机、手持电子产品);
3) 电路电源不允许使用电感器(如手机);
4) 电源需要具有瞬时校准和输出状态自检功能;
5) 要求稳压器低压降、自身低功耗;
6) 线路要求低成本和简单方案;
此时，选用LDO是最确当、最实用、最方便、最经济的。
应用简介
LDO的应用电路十分方便简单，工作时仅需要二个作输入、输出电压退耦降噪的陶瓷电容器，见图3。
Vin和Vout的输入和输出滤波电容器，应当选用宽范围的、低等效串联电阻(ESR)、低价陶瓷电容器，使LDO在零到满负荷的全部量程范围内稳压效果稳定。
一些LDO有一个Bypass附加脚，由它连接一个小的电容器，可以进一步降低噪音。
电容器的选择关系到电感厂家设计产品的质量和成本，电容器的电容值、电介质材料类型、物理尺寸、等效串联电阻(ESR)等这些重要参数都是设计工程师所要考虑的。
在LDO使用电路的设计中，陶瓷电容器是最好的选择，因为陶瓷电容器无极性和具有低的ESR，典型值<100mΩ，电容器的ESR对输出纹波有重大影响。
ESR受电容器的类型、容量、电介质材料和外壳尺寸影响，如常用的贴片电容器X7R 电介质是最好的，但使用成本略高，X5R 电介质较好，性能/价格比适宜，而Y5V电介质较差，但成本较低。
LDO在PCB板上的工艺走线十分重要，当工艺走线不良和靠近RF线时降噪性能会受影响。滤波电容器汇入地节点选择不良时，由负载返回地的电流中，噪音和纹波都会增加。在通常的布线设计中常常遇到此类情况(图4)。
如将此布线线路优化，则可在由负载返回地的电流中，噪音和纹波都降至最小(图5)。
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