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《ldo穩(wěn)壓器開關(guān)電源原理及其應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在應用文檔-天天文庫。
1、LDO穩(wěn)壓器工作原理隨著便攜式設(shè)備（電池供電）在過去十年間的快速增長，像原來的業(yè)界標準LM340和LM317這樣的穩(wěn)壓器件已經(jīng)無法滿足新的需要。這些穩(wěn)壓器使用NPN達林頓管，在本文中稱其為NPN穩(wěn)壓器（NPNregulators）。預期更高性能的穩(wěn)壓器件已經(jīng)由新型的低壓差（Low-dropout）穩(wěn)壓器（LDO）和準LDO穩(wěn)壓器（quasi-LDO）實現(xiàn)了。(原文：LinearRegulators:TheoryofOperationandCompensation?)NPN穩(wěn)壓器（NPNregulators）???在NPN穩(wěn)壓器（圖1：N
2、PN穩(wěn)壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖）的內(nèi)部使用一個PNP管來驅(qū)動NPN達林頓管（NPNDarlingtonpasstransistor），輸入輸出之間存在至少1.5V～2.5V的壓差（dropoutvoltage）。這個壓差為：Vdrop＝2Vbe＋Vsat（NPN穩(wěn)壓器）???????????????????????????????????（1）?LDO穩(wěn)壓器（LDOregulators）??在LDO(LowDropout)穩(wěn)壓器（圖2：LDO穩(wěn)壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖）中，導通管是一個PNP管。LDO的最大優(yōu)勢就是PNP管只會帶來很小的導通壓降，滿載（
3、Full-load）的跌落電壓的典型值小于500mV，輕載（Lightloads）時的壓降僅有10～20mV。LDO的壓差為：Vdrop＝Vsat（LDO穩(wěn)壓器）???????????????????????????????????????????（2）準LDO穩(wěn)壓器（Quasi-LDOregulators）100??準LDO（Quasi-LDO）穩(wěn)壓器（圖3：準LDO穩(wěn)壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖）已經(jīng)廣泛應用于某些場合，例如：5V到3.3V轉(zhuǎn)換器。準LDO介于NPN穩(wěn)壓器和LDO穩(wěn)壓器之間而得名，導通管是由單個PNP管來驅(qū)動單個NPN管。因此，
4、它的跌落壓降介于NPN穩(wěn)壓器和LDO之間：Vdrop＝Vbe＋Vsat?????????（3）穩(wěn)壓器的工作原理（RegulatorOperation）???所有的穩(wěn)壓器，都利用了相同的技術(shù)實現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定（圖4：穩(wěn)壓器工作原理圖）。輸出電壓通過連接到誤差放大器（ErrorAmplifier）反相輸入端（InvertingInput）的分壓電阻（ResistiveDivider）采樣（Sampled），誤差放大器的同相輸入端（Non-invertingInput）連接到一個參考電壓Vref。參考電壓由IC內(nèi)部的帶隙參考源(Bandgap
5、Reference)產(chǎn)生。誤差放大器總是試圖迫使其兩端輸入相等。為此，它提供負載電流以保證輸出電壓穩(wěn)定：Vout=Vref(1+R1/R2)????????????????????????????????????????????????????（4）?性能比較(PerformanceComparison)??NPN，LDO和準LDO在電性能參數(shù)上的最大區(qū)別是：跌落電壓（Dropout?Voltage）和地腳電流（GroundPinCurrent）。為了便于分析，我們定義地腳電流為Ignd（參見圖4），并忽略了IC到地的小偏置電流。那么，
6、Ignd等于負載電流IL除以導通管的增益。??NPN穩(wěn)壓器中，達林頓管的增益很高（HighGain），所以它只需很小的電流來驅(qū)動負載電流IL。這樣它的地腳電流Ignd也會很低，一般只有幾個mA。準LDO也有較好的性能，如國半（NS）的LM1085能夠輸出3A的電流卻只有10mA的地腳電流。100??然而，LDO的地腳電流會比較高。在滿載時，PNP管的β值一般是15～20。也就是說LDO的地腳電流一般達到負載電流的7%。??NPN穩(wěn)壓器的最大好處就是無條件的穩(wěn)定，大多數(shù)器件不需額外的外部電容。LDO在輸出端最少需要一個外部電容以減少回路帶
7、寬（LoopBandwidth）及提供一些正相位轉(zhuǎn)移（PositivePhaseShift）補償。準LDO一般也需要有輸出電容，但容值要小于LDO的并且電容的ESR局限也要少些。反饋及回路穩(wěn)定性（FeedbackandLoopStability）??所有穩(wěn)壓器都使用反饋回路（FeedbackLoop）以保持輸出電壓的穩(wěn)定。反饋信號在通過回路后都會在增益和相位上有所改變，通過在單位增益（UnityGain，0dB）頻率下的相位偏移總量來確定回路的穩(wěn)定性。波特圖（BodePlots）??波特圖(BodePlots)可用來確認回路的穩(wěn)定性，回
8、路的增益（LoopGain，單位：dB）是頻率（Frequency）的函數(shù)（圖5：典型的波特圖）?；芈吩鲆婕捌湎嚓P(guān)內(nèi)容在下節(jié)介紹?；芈吩鲆婵梢杂镁W(wǎng)絡(luò)分析儀（Network?Analyzer）測量。網(wǎng)絡(luò)分析儀
