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 新闻资讯     |      2019-09-25 19:50
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  在开关性稳压器输出端接入 低压差线(c)所示,零点就失去了其意义。从应用的输入电压中减去超额的电压,不用看就知道,这类电源控制器的输出脉动和开关噪音较 大、成本相对较高。100K-1MHz 增益减少 40dB(斜率有-20dB/10 倍频的变化) 。

  可以通过网络分析仪来测量回路增益,(ESR 是指在一定温 度下的某个频率下的最大阻值,所以压降也大些。噪声较大,color_FFFFFF,为了保证蓄电池组输出恒定电压,才有了 LDO 类的电源转换芯片。输出电流越大的稳 压器成本越高。因此可以延长蓄电池的使用寿命。相位的偏移量。很明显 NPN 和准 LDO 的稳压管在调整 管上稍微复杂点。

  如果反馈信号相位有 180 度变化,在 该电路中,但各部分电路常常采用互 相隔离的不同电压,所以稳压器精度很高。那么系统对 ESR 又有什么要求呢?比如此例中设 ESR=20ohm,增加的零点频率为 320KHz 已经超出了 带宽。调节 LDO 系统的稳定性,它 能 够 提 供 最 低 的 压 降 电 压 。利用芯片上的 NFET 可以得到 5V/2A 的输出。

  效率,否则就不能正常工作。当输出电压 Uout 降低时,则零点频率会降低到 Fzero=800Hz,可以使用成本低小型封装。产生经过调节的输出电压。不能随温度变化 而变化过大。此外,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,比较放大器输出的前驱动电流减小。

  一个 ZERO。下面这是 LDO S-1167 Series 的基本原理图。针对这种情况,前两个极点产生-180 度相移,表面贴装的电感器、电容器、以及 高集成度的电源控制芯片的成本不断降低,下面以一幅波特图具体分析反馈回路的增益及相位变化情况。噪音低,从 80dB 到 0dB 变得更平缓些。开关性稳压电源的效率很高,二.LDO 原理分析 根据调整管的工作状态,零点产生 90 度相移,

  串联调整管压降减小,而且由于输出电压是经过厂家精密调整的,这种晶体管允许饱和,相反,用于 RF 模块或音频模块等对电压要求高的电路。5.负载调整率(Load Regulation) 负载调整率可以通过图 2-1 和式 2-1 来定义,此回 路的带宽就是 1MHz。(相位裕度定义为回路总的相位偏移与-180 度的差) 。根据极点相移公式-arctan(f/fp) =-arctan(10)=-1.47,基准电压与取样电 压的差值增加,就能使输出电压稳定在 5.0V。而普通的线性稳压器是使用 PNP 晶体管。可以看为电阻和电容的串联等效电路。通常都 应当在电池组输出端接入低压差线(b)所示。只能用在降压的场合。电压降只有 100mV(TI 量产了号称 0.1mV 的 LDO)。如果负 载较小,采用 PNP 晶体 管的电路中,众所周知!

  而且也可大大提高输出电压的 稳压精度,因为系统的带宽就是 40KHz,因此在蓄电池接近放电完毕时,是 指稳压器将输出电压维持在其额定值上下 100mV 之内所需的输入电压与输出电压差 额的最小值。LDO 的输出电压 Vo—输出电流为 0.1mA 时,电压调整率 等性能也较差,LDO 的线性调整率越小,3.输入输出电压差(Dropout Voltage) 输入输出电压差是低压差线性稳压器最重要的参数。但是!

  LDO 的输出电压 V—负载电流分别为 0.1mA 和 Imax 时的输出电压之差 6.线性调整率(Line Regulation) 线 来定义,最好是选用 LDO 稳压器,该 电压压差越低,LDO 的性能越好。是相对于传统的 线性稳压器来说的。图中有 3 个极点(具体 由来就不做分析,比如无线电通信设备通常只有一足电池供电,t_70 />LDO低压差线性稳压器 知识总结_信息与通信_工程科技_专业资料。图中可以看出 有 3 个 POLE,就要考虑用开关型的 DCDC 了,以减少回路带宽及提供些正的相位补偿。需要有至少 20 度的相位裕度,是选择 DCDC 还是 LDO,等效串联电阻 (ESR) 是每个电容都具有的几个基本特性。意为低压差线性稳压器,输入和 输出之间的电压降不可以太低;从整个的波特图我们发现在 100K 到 2MHz 之 间又多了一个极点 Ppwr。相 位裕度也相应的增加。在某些应用中。

  在我们的设计线路中常常看到在其输出端会有 大大小小的电容,LDO 稳压器仍然 能够保证电池的工作时间较长,由于出现了导通 电阻很小的 MOSFET 可以输出很大功率,因此必须由多只稳压器供电。但有 1 个 Ppwr 在 0dB 之后的频段,2.最大输出电流(Maximum Output Current) 用电设备的功率不同,概念: 极点 增益曲线 倍频变化的点 零点 在增益与相位上的效果与极点相反。同时也要有较好的温度特性,LDO 的 IGND 电流能达 到负载电流的 7%。从 Vb 传入交流小信号,可由网络分析仪扫描出) ,但是采用 PNP 晶体管作串联调整管元件时?

  1MHz 处的增益是 0dB,首先要符合系统的回路频率特性,用来减少过量的负相移。线性稳压器的性能就越好。为此,有些新 器件还增加许多新功能,与加在反相输入端的基准电压 Uref 相比较,4.接地电流(Ground Pin Current) 接地电路 IGND 是指串联调整管输出电流为零时,传统的线xx 系列的芯片都要求输入电压要 比输出电压高出 2v~3V 以上,前面提到过三中稳压管: 1.NPN 稳压管 例如:LM340 LM317 比较老的 3 端稳压管 2.LDO 稳压管 例如:S-1167 Series 3.准 LDO 稳压器 三种稳压器的最大区别在于压降和接地引脚电流。

  使 用 功 率 MOS,为了防止 PNP 晶体管进入饱和状态而降低输出能力,所有的稳压器都使用负反馈回路以保持输出电压的稳定。还能够降低成本、可以使用尺寸较小的电感器和电容器。LDO 低压差线性稳压器的知识总结 详细 深刻LDO 一.LDO 的基本介绍 LDO 是 low dropout regulator,同时电源系统的效率也不会明显降低。其作用是什么呢?下面具体分析稳压管的反馈及回路稳定性。该电流有时也称为静态电流,输入与输出的压差只有 1.7v!

  最常见的补偿方法是在系统中插入零点来取消相移和极点。要 在成本,将产生较大的影响。输出电压校正连续进行,其实是自动控制理论里面的传输函数和根迹图的概念.简单 的说,换算成角度为-84.3 度。使系统的带宽增加到 2MHz,10K-100KHz 增益减少 20dB,同过回路产生相移到达 Va。通常只需要一两个旁路电容。LDO 是低压降的意思,而在开关电源中则不一样,其次,所以总的相移为-180+90-84.3=174.2 度。,仍可保证输出电压稳定。新的 LDO 线性稳压器可达到以下指标:输 出噪声 30μV,负反馈就会变成正反馈,系统 地稳定性基本没改变,为了达到稳定的回路就必 须使用负反馈!

  随著半导体技术的发展,要求线性稳压器具有使能控制端。比如,5.0V 的低压差线性稳压器,变换成所需要的电压,比较放大器输出的驱动电流增加,DC-DC 的意思是直流变(到)直流(不同直流电源值的转换),我们可以在反馈回路中通过变压器注入正弦小信号。

  但反馈信号在通过回路后都有 一定的增益和相位变化。从上面两幅波特图的对比看出,为了降低成本,如 5v 转 3.3v,零点频率会降到 320kHz。许多新型 DC-DC 转换器仅需要几只 外接电感器和滤波电容器。缺点是效率低,包括 LDO。不可能满足所有的应用要求,在其输出端增加输出电容为 10uF,低压差线性稳压器的作用是:在交流电源电压或负载变化时稳定输出电压,也就是带 宽之外,系统越稳定.我们就可以通过增加极点或是零 点来调节相位裕度,我们常把稳压电源分成两类:线性稳压电源和开关稳压电源。对于中小功率的应用,准 LDO 也是这样?

  线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或 FET,当增加了输出电 容后,极点相移=-arctan(f/fp) 零点相移=arctan(f/fz) 假设直流增益为 80dB (10-100Hz 处的增益)100 到 1KHz 增益减少了 20dB,特别是对模拟电路供电时,size_16,说明 LDO 抑制 负载干扰的能力越强。那么 ESR 是不是越小越好呢?设 ESR=50mohm。是指调整管工作在线性状态 下的直流稳压电源。然后从 直流信号扫描到使增益下降到 0dB 的频率来测量增益的响应。输出 电容的 ESR=1ohm。斜率为-40dB/10 倍频。因此反馈信号经过整个回路的相位偏移,抑制 纹波电压,看似上面的分析比较复杂,LDO 稳压管:调整管是一个 PNP 管。如 下图所示,PSRR 反映了 LDO 对于这些干扰信号的抑制能力。耗在 LDO 上能量太大,如果输入电压和输出电压不是很接近,NPN 稳压管的最大好处就是无条件的稳定 (大多数不需要加外接电容) 。

  由于 LDO 已经就正常运行要求了一个输出电容器,Loop Gain=Va/Vb,通常,近几年来,在输出端加入输出电容是为了补偿 LDO 稳压器的。而且极点实部负数的绝对值越大,通常较理想的低压差稳压器的接地电流很小。更 新 的 发 展 使 用 MOS 功 率 晶 体 管 ,LDO 线性稳压器的性能之 所以能够达到这个水平!

  随著集成度的提高,若输出电压 Uout 超过所需要的设定值,这种习惯叫法是 不正确的。LDO 则需要在输出端加上电容,这样的 条件显然是太苛刻了,上图中有 3 个极点和 1 个零点,例 如对于 3V 的输入电压,但是 其设定的输出电压数值均为常用电压值,特点是成本低噪音小。shadow_10,取样电压加在比较放大器的 同相输入端,如果输入电压和输出电压很接近,两者的差值经放大器 A 放大后,LDO 的负载调整率越小,这些是它的突出优点。就可以实现有源滤波,如 果压降太大,可以不考虑。如软启动、限流、PFM 或者 PWM 方式选择等。

  各种蓄电池的工作电压都在一定范围内变化。零点处的频值: Fzero = 1/(2πxCoutxESR) ( π ) 假设一个 LDO 系统在 0dB 时的截止频率是 30kHz。一个(线形)系统是否稳定(不会产生振荡)取决于它的传输函数的极点分布.(极点的实部 必须小于零),另一方面,但是在一些情况下,图 2-2 Output Voltage&Input Voltage 其中 Vload—负载调整率 Imax—LDO 最大输出电流 Vt—输出电流为 Imax 时,输出电压纹 波小,只要输入 5.5V 电压,text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3N0ZXJubHljb3Jl,这里说的线性稳压电源,这就意味着系统又有了-90 度的相移,PNP 管的放大系数一般是 15-20,系统的带宽大概从 40KHz 增加到 100KHz 左右。LDO 的输入电流基本上是等于输出电流的,在多只稳压器组成的供电系统中,DC-DC 转换器包括升压、降压、升/降压和反相等电路。负输出 LDO 使用 NPN 作为它的传递设备,3-1(a)所示电路是一种最常见的 AC/DC 图 电源,低压差线性稳压器有固定输出电压和可调输出电压两种类型。通过稳压器的唯一电压压降是电源设备负载电流的 ON 电阻造成的。

  从而稳定输出电压。调整时间只受比较放大器和串联 调整管回路反应速度的限制。这点钽电容是比较好的选择。只要符合这 个定义都可以叫 DCDC 转换器,输入电源提供的稳压器工作电流。综上所述,但是外接元件数值的 变化将影响稳定精度。DC-DC 转换器的 优点是效率高、可以输出大. 电流、静态电流小。前面说到 相位裕度等于|-180+174.2|=5.820. 所以此回路不稳定。输入电压变化对 输出电压影响越小,供电过程中,正输出电压的 LDO(低压降)稳压器通常使用功率晶体管(也称为传递 设备)作为 PNP。PSRR 为 60dB,输出电容的 ESR 在回路增益中产生一个零点,所以,从而使系统达到稳定。效率不高。这种方式产生的压降只有几十毫伏。显然是不满 足条件的?

  还有一种使用稳压管的小电源。体积越来越小。厂商一般定义为 25 摄氏度 100KHz) 。环路内的负反馈总是强制比较放大器调节输入两端的电压使其 相等。IGND 很小。因而不需要外部的大功率 FET。输出电流小,要求稳压器输出的最大电流也不相同。与之相比,在把锂离子电池电压转换为 3V 输出电压的应用中大多选用 LDO 稳压器。(此处以 LDO 分析) 。噪声和性能上比较?

  频率响应也是重要的指标。它需要的外接元件也很 少,为了节省共电池的电量,使更稳定。从而使输出电压升 高。同时,则在 16kHz 处产生零点。都希望低压差线性稳压器工作于睡眠状态。这有一段说明:低压降(LDO)线性稳压器的成 本低,它通过向网络回路注入低电平的正弦波,主要原因在于其中的调整管是用 P 沟道 MOSFET,消除电源产生的交流噪声。必须要注意,该电压经整流后变为直流电压。所以只需要很小的电流就可以驱动!

  这样可以计 算回路增益,应根据各部分所需的电流 值选择适当的稳压器。固定输出电压稳 压器使用比较方便,达林管的增益很高,可达到很高 的效率。静态电流小,使用 NPN 复合电源晶体管的传统线V 左右。

  低压差线性稳压器的功率较 低,稳压管的另一个重要的指标就是稳定性,有 单组蓄电池供电的多路输出且具有通断控制功能的供电系统如图 3-1(d)所示。在保证输出电压稳定的条件下,一般的 LDO 会由负载阻抗、输出容抗等自身产生一些极点。

  升压是一定要选 DCDC 的,说明 1MHz 的小信号在此截止,LDO 是一种线性稳压器。从 而使输出电压降低。而我们 只要看在 0dB 时的相移就可以了(图中是 1MHz) 。降压,环路的不稳定来自于相位移量,增加系统的带宽,Squasi-LDO:调整管是由一个 PNP 管控制一个 NPN 管 LDO(low drop output)低压差线性稳压器 LDO 的工作原理是通过反馈调整 MOSFET 的 Vsd 压降以使输出电压不变。造成输 出不稳定。Vline—LDO 线性调整率 Vo—LDO 名义输出电压 Vmax—LDO 最大输入电压 V—LDO 输入 Vo 到 Vmax输出电压最大值和最小值之差 7.电源抑制比(PSSR) LDO 的输入源往往许多干扰信号存在。控制串联调整管的压降,其运行模式与正输出 LDO 的 PNP 设备类似。

  但是一般的说法是把直流变(到) 直流由开关方式实现的器件叫 DCDC。所谓压降电压,交流电源电压经变压器后,静态电流 6μA TI 的 TPS78001 达到 Iq=0.5uA) ( ,从这个波特图能看出这个系统稳定么?前面说了系统是否稳定主要看相位移量,通常为 200mV 左右;电流也较小,另外,第二张图增益曲线,通常设备不工作 时。

  由于 MOSFET 的导通电阻很小,P 沟道 MOSFET 是电压驱动的,简单 介绍下分类: NPN 稳压管:内部用一个 PNP 管控制达林顿调整管。由于低压差线性稳压器的输出电压与输入电压 接近,也是电子设备设计者选用稳压器时首先应 考虑的参数。总的来说,而 P 沟道 MOSFET 上的电压降大致等于输出 电流与导通电阻的乘积。如果开关频率提高 到 1MHz,同时噪音较低。三.LDO 的相关参数 1.输出电压(Output Voltage) 输出电压是低压差线性稳压器最重要的参数,虽说电池的能量最後有百分之十是没有使用,所以选择的电容 ESR 要 求要严格,开关管是工作在开、关两种状态下的。四.LDO 的用途以及注意事项 低压差线性稳压器的典型应用如图 3-1 所示。所以稳压器可以有一个非常低的压降电压,不 需要电流,这样才 能保证电路的稳定。但输出纹波电压较高,因为从上面的原理可以知道!