LDO培训讲义

LDO基础知识LDO基础知识,有关噪声的那些事使用低压差稳压器(LDO)过滤因开关模式电源导致的纹波电压，并不是获得净化直流电源唯一要考虑的事情。

因为LDO是电子设备，它们自身也会生成一定数量的噪声。

选择使用低噪声LDO和采取步骤减少内部噪声，都可以在不损害系统性能的同时形成净化电源轨的不可分割的措施。

识别噪声理想的LDO具备没有交流元件的电压轨。

但缺点在于LDO会和其他电子设备一样生成本体噪声。

图1 显示了这种噪声在时间域中的表现。

图1：有噪声电源的输出噪声快照在时间域中进行分析是困难的。

因此，有两个主要方法来检验噪声：跨越整个频谱，和作为综合值。

您可以使用频谱分析工具来识别LDO输出线路中的各种交流元件。

（应用报告，“如何测量LDO噪声,”介绍了丰富的噪声测量知识。

) 图 2 绘制了1A低噪声LDO TPS7A91的输出噪声。

图2：TPS7A91噪声频谱密度vs. 频率和VOUT如您从各种曲线看到的那样，输出噪声（以每平方根赫兹[μV/ H z]来表示）集中在频谱低端。

该噪声大部分出自内部参考电压，以及误差放大器FET和电阻分压器。

分析跨越整个频谱的输出噪声，能帮助我们确定感兴趣噪声范围的噪声曲线。

例如，音响应用设计师很关注人耳可闻频率（20Hz到20kHz），而电源噪声可能使声音品质下降。

在进行苹果设备之间的比较时，数据表通常提供的是单一、综合噪声值。

输出噪声一般是综合10Hz到100kHz的噪声，用微伏均方根(μVRMS)表示。

（各厂商还将综合来自100Hz到100kHz的噪声，或者综合来自自定义频率范围的噪声。

基于所选频率范围进行综合，有助屏蔽不讨人喜欢的噪音属性，因此，检查除综合值外的噪声曲线很重要。

）图 2 显示了对应各曲线的综合噪声值。

德州仪器供应的LDO 系列综合噪声值低至3.8μVRMS。

降噪除选择低噪声质量的LDO外，您还可以采用几种技术来确保您的LDO具有最低噪声特性。

这些技术包括使用降噪和前馈电容器。

ldo dcdc电路工作原理概述及解释说明1. 引言1.1 概述本篇长文将详细介绍LDO（低压差线性稳压器）和DC-DC（直流-直流）电路的工作原理，并对它们之间的差异进行比较。

LDO和DC-DC是常用于电子设备中的稳压电路，它们在电源管理中起着重要的作用。

1.2 文章结构本文共分为五个部分。

引言部分是文章的开端，旨在给读者一个整体概览。

第二部分将详细介绍LDO电路工作原理，包括概述、原理解释以及调节特性。

第三部分将深入探讨DC-DC电路工作原理，包括概述、原理解释和调节特性。

第四部分将比较LDO与DC-DC电路工作原理的差异，主要从稳压性能、效率和应用场景三个方面进行对比。

最后一部分是结论，总结LDO与DC-DC工作原理及其适用场景，提供选择建议和指导意见。

1.3 目的本文旨在帮助读者了解LDO和DC-DC电路的工作原理及其差异，并为他们在实际应用中做出正确选择提供参考。

通过对LDO和DC-DC电路的深入解析，读者将能够更好地理解它们的特性和适用场景，从而为电子设备的设计和优化提供指导。

2. LDO电路工作原理：2.1 LDO概述：LDO（Low Drop-Out）即低压差稳压器，是一种常用的电源管理集成电路。

它的主要功能是将输入电压稳定地转换为具有较小波动的稳定输出电压。

LDO电路通常由一个差分放大器和一个功率晶体管组成，可以通过调整控制回路来提供所需的输出电压。

2.2 LDO原理解释：LDO电路的基本原理是利用负反馈控制，通过保持输出电压与参考电压之间的差异在一个很小范围内来实现稳定化输出。

当输入电压发生变化时，负反馈环路会自动调整功率晶体管的导通程度，以便维持输出电压不受影响。

LDO中使用了差分放大器来比较输出电压与参考电压，并产生误差信号。

该误差信号经过放大并通过控制回路传递给功率晶体管，从而控制其导通程度。

当输出电压低于设定值时，机内放大器将增加功率晶体管导通度以增加输出；当输出高于设定值时，则减小其导通程度以降低输出。

LDO一.LDO的基本介绍LDO是low dropout regulator, 意为低压差线性稳压器, 是相对于传统的线性稳压器来说的。

传统的线性稳压器, 如78xx系列的芯片都要求输入电压要比输出电压高出2v~3V以上, 否则就不能正常工作。

但是在一些状况下, 这样的条件明显是太苛刻了, 如5v转3.3v,输入及输出的压差只有1.7v, 明显是不满意条件的。

针对这种状况, 才有了LDO类的电源转换芯片。

LDO是一种线性稳压器。

线性稳压器运用在其线性区域内运行的晶体管或FET, 从应用的输入电压中减去超额的电压, 产生经过调整的输出电压。

所谓压降电压, 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及输出电压差额的最小值。

正输出电压的LDO（低压降）稳压器通常运用功率晶体管（也称为传递设备）作为PNP。

这种晶体管允许饱和, 所以稳压器可以有一个特别低的压降电压, 通常为200mV左右；及之相比, 运用NPN 复合电源晶体管的传统线性稳压器的压降为2V左右。

负输出LDO 运用NPN作为它的传递设备, 其运行模式及正输出LDO的 PNP设备类似。

更新的发展运用 MOS 功率晶体管, 它能够供应最低的压降电压。

运用功率MOS, 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。

假如负载较小, 这种方式产生的压降只有几十毫伏。

DC-DC的意思是直流变（到）直流（不同直流电源值的转换）, 只要符合这个定义都可以叫DCDC转换器, 包括LDO。

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。

LDO是低压降的意思, 这有一段说明: 低压降（LDO）线性稳压器的成本低, 噪音低, 静态电流小, 这些是它的突出优点。

它须要的外接元件也很少, 通常只须要一两个旁路电容。

新的LDO 线性稳压器可达到以下指标: 输出噪声30μV, PSRR为60dB, 静态电流6μA（TI的TPS78001达到Iq=0.5uA）, 电压降只有100mV(TI量产了号称0.1mV的LDO)。

资深工程师带你深入理解LDO搜狐网2018-08-06 07:35EEWORLD根据调整管的工作状态，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。

此外，还有一种使用稳压管的小电源。

这里说的线性稳压电源，是指调整管工作在线性状态下的直流稳压电源。

而在开关电源中则不一样，开关管是工作在开、关两种状态下的。

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。

LDO稳压管：调整管是一个PNP管。

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。

输出电压纹波小，电流也较小，用于RF模块或音频模块等对电压要求高的电路。

特点是成本低噪音小。

缺点是效率低，输出电流小，只能用在降压的场合。

必须要注意，为了达到稳定的回路就必须使用负反馈。

下面是LDO S-1167 Series的基本原理图。

该电路主要是由串联调整管、取样电阻、比较放大器组成。

取样电压加在比较放大器的同相输入端，与加在反相输入端的基准电压Uref相比较，两者的差值经放大器A放大后，控制串联调整管的压降，从而稳定输出电压。

当输出电压Uout降低时，基准电压与取样电压的差值增加，比较放大器输出的驱动电流增加，串联调整管压降减小，从而使输出电压升高。

相反，若输出电压Uout超过所需要的设定值，比较放大器输出的前驱动电流减小，从而使输出电压降低。

供电过程中，输出电压校正连续进行，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。

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。

LDO的效率不高，下表是3.3v的LDO量得的数据。

在diag下效率为67.86%，在OS下效率为66.62%。

输入输出电流基本相等，是因为输入电流到输出电流，经过PNP调整管，只在栅极消耗了一点。

以S1167B33-I6T2G为例测得的输入输出曲线如下图：输入端大于3.3V时，一直有恒定的3.3V输出，大于2.8V小于3.3V时，输入等于输出，小于2.8V时，系统就不稳定了。

1HACH 产品技术培训-LDO荧光法溶解氧在线分析仪2 -LDO荧光法溶解氧在线分析仪Sc100标准控制器和LDO传感器3USEPA荧光法溶解氧传感器的方法确认4USEPA荧光法溶解氧传感器的方法确认5为什么开发LDO？•污水处理的暴气过程，是有机物降解的重要过程。

•传统的膜式溶解氧测量仪，由于膜和电解液的原因，需要经常的更换和清洗探头，而且数据容易漂移。

•LDO不需要频繁地清洗探头，数据稳定，测量响应时间快；效果是节省了能源以及保证了降解效果。

6 LDO的应用领域由于其优良的特性，应用领域逐渐扩展：•污水处理•自来水原水监测•水利水文•实验室和便携仪器•由于LDO能够经受水中杂物的刮伤和碰撞，它可以应用在工业领域。

7 LDO™sc传感器技术指标•测量范围：0.00-20.00ppm；0.00-20.00mg/L•准确度：<1ppm±0.1ppm；>1ppm±0.2ppm•重复性：0.05ppm•电缆长度：标准10米，最长300米•温度补偿：自动•水样流速：无要求；•响应时间：90%的测量值的响应时间为30秒•探头材料：Noryl和316 SS8LDO 的抗干扰性特别强不受下列物质干扰：H 2S，pH，K +，Na +，Mg 2+，Ca 2+，NH 4+，Al 3+，Pb 2+，Cd 2+，Zn 2+，Cr（tot），Fe 2+，Fe 3+，Mn 2+，Cu 2+，Mi 2+，Co 2+，CN -，NO 3-，SO 42-，S 2-，PO 43-，Cl -，原油，Cl 2-9为什么LDO传感器比膜式溶解氧传感器的性能好?膜式溶解氧技术，是依靠电解液中的氧气在阳极上被消耗，阳极离子穿过电解液到达阴极，形成电流。

10为什么LDO传感器比膜式溶解氧传感器的性能好?•LDO没有电化学过程，不会消耗氧气；氧气的消耗会在膜和电极上产生污垢。

形成氧气梯度会降低反应速度。

•LDO不会由于电解液和电极的衰竭产生漂移；•硫化氢会使膜降解或形成污垢，把膜变得易脆；LDO可以工作在划伤和碰撞的条件下。

LDO工作原理详解LDO（Low Drop Out）是一种线性稳压器件，主要用于在大部分电子设备中提供稳定可靠的电源电压。

它的工作原理是通过在输入电压和输出电压之间产生一个可控的压差来实现稳压功能。

1. 差动放大器（Error Amplifier）：差动放大器的作用是将输入电压与参考电压之间的差值转化为一个误差电压信号。

这个误差电压信号被送入误差放大器进行放大和处理。

如果输入电压高于参考电压，误差电压信号将变为正值；如果输入电压低于参考电压，误差电压信号则变为负值。

2. 误差放大器（Error Amplifier）：误差放大器接收差动放大器输出的误差电压信号，并对其进行放大和处理，产生一个误差电流信号。

该误差电流信号由一个可调电阻接收，并通过一个电流镜电路将其放大。

最后，放大后的误差电流信号被送入输出级别移位器。

3. 输出级别移位器（Output Level Shifter）：输出级别移位器的主要作用是将误差电流信号转化为一个压差信号。

这个压差信号的变化范围与误差电流信号的变化范围相同。

输出级别移位器通过改变输出节点的电流负载来实现。

4. 功率放大器（Power Amplifier）：功率放大器接收输出级别移位器输出的压差信号，并将其放大为一个足够大的电流信号。

这个电流信号最终通过一个可调电阻来控制输出电压的大小。

在LDO的工作原理中，反馈回路是至关重要的。

反馈回路通过从输出端测量反馈电压并与参考电压进行比较，来控制电压调节器的输出，以实现稳压功能。

当输入电压变化时，反馈回路会自动调节功率放大器的输出来保持输出电压的稳定性。

另外，LDO还有一些辅助电路，用于保证其正常工作。

例如，过热保护电路可以检测芯片温度，当温度过高时会自动切断输出，以保护芯片免受损坏。

总结起来，LDO工作原理可以简单概括为：通过将输入电压与参考电压相比较，并产生一个误差电流信号，然后通过级联的误差放大器、输出级别移位器和功率放大器来调节输出电压，以实现稳压功能。

LDO原理与应用LDO（Low-Dropout）稳压器是一类常见的线性稳压器件，用于在电源电压波动较大的情况下，为负载提供稳定的电源。

LDO稳压器的原理是通过控制输出电压与输入电压之间的差值，来维持输出电压的稳定。

其基本组成包括：差动放大器、误差放大器、参考电压源、调整电路和功率输出级。

核心工作原理如下：1.参考电压源：LDO稳压器中的参考电压源是一个稳定的参考电压，一般采用带差分放大电路的电压源。

2.差动放大器：差动放大器主要负责将输入电压和输出电压进行放大，并输出给误差放大器。

差动放大器将引入的噪声进行放大，但由于差动放大器的增益很高，所以对于输入噪声的影响非常小。

3.误差放大器：误差放大器的作用是将差动放大器的输出电压与参考电压进行比较，并产生一个误差电压。

当输出电压低于参考电压时，误差放大器会增大开关管的导通程度，从而提高输出电压。

4.调整电路：调整电路主要包含一个开关管和一个电流源。

当调整电路被误差放大器控制时，开关管会导通，电流源会流过负载电流。

5.功率输出级：功率输出级是LDO稳压器的核心部分。

在工作状态下，输出电流由功率输出级提供，形成一个闭环系统。

LDO稳压器的应用非常广泛，以下是几个常见的应用场景：1.通信设备：在通信设备中，LDO稳压器用于提供稳定的电源给射频信号模块、基带芯片等关键部件，以保证通信设备的正常工作。

2.移动设备：在移动设备中，LDO稳压器用于提供稳定的电源给处理器、内存等核心组件，以保证设备的稳定性和功耗管理。

3.电源管理：在电源管理系统中，LDO稳压器常用于提供给其他电路模块稳定的电源，以保证电路的可靠性和稳定性。

4.仪器仪表：在仪器仪表中，LDO稳压器能够对电压进行精确控制，保证仪器的精度和稳定性。

5.汽车电子：在汽车电子中，LDO稳压器常用于提供给车载电子设备和传感器等关键模块稳定的电源，以保证车载设备的正常运行。

总的来说，LDO稳压器通过控制输入和输出电压之间的差值来维持输出电压的稳定。

LDO与DC-DC基础应用提要一. 概述1.什么是LDO？LDO与DC-DC的区别LDO又称为低压差线性稳压器。

是一个自耗很低的微型片上系统(SoC)，是将所有器件电路都集成在一个芯片上而组成的拓扑结构。

如图1~2.而DC-DC则是线性式和开关式稳压器的总称。

2. LDO的稳压原理1.》输出电压是通过反馈网络来调节误差放大器的输出电流，从而达到输出电压的稳定。

一般误差放大器的取样参考电压在1.2~1.25V左右（具体可参阅厂商的datasheet）,这个参考电压是由内部的带隙参考源产生的。

应掌握的计算公式：V输出=V参考电压（1+R上偏置/ R下偏置）接地电流（I GND）= I负载 / 导通管增益（PNPβ值一般也就15~20。

也就是说LDO的地脚电流一般为负载电流的7%.）所有LDO都是通过反馈回路来保持输出电压稳定的，而反馈信号在通过回路时都会在增益和相位上发生变化，继而影响整个回路的稳定性。

因此所有LDO的输出端至少需要一个外部电容来减少回路的带宽和校正相位的偏移。

2.》回路稳定性： a.极点 b.零点 c.相位二.分类和应用：1. 按其静态耗流来分，可分为OmniPower TM、MicroPower TM、NanoPower TM三种类型。

各种类型的LDO应用范围各有不同。

见下表：类别 静态电流 特 征OmniPower TM100uA-1mA AC/DC固定电源的所有电子、电器产品MicroPower TM10uA-100uA低噪音、高PSRR比，多应用在数码相机、手机电源、LED和LCD驱动、RF和音频PA、TFT-LCD等领域NanoPower TM1uA~10uA 极低的静态电流、稳压十分精确，适用于需要节电的手提电子、电器产品（如：手机充电器、手提电脑等场合）2.手机设计应用中需要选择低压差、低噪声、高电源纹波抑制比PSRR ( Power Supply Rejection Ratio )、低静态电流(I GND)、低成本的线性稳压器，并要求这些线性稳压器能够提供稳定的输出，输出端允许采用超小型电容器对回路带宽和相位偏移进行补偿。