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低压差线性稳压器(LDO)的基本原理和主要参数摘要：本文论述了低压差线性稳压器(LDO)的基本原理和主要参数，并介绍LDO 的典型应用和国内发展概况。
引言便携电子设备不管是由交流市电经过整流(或交流适配器)后供电，还是由蓄电池组供电，工作过程中，电源电压都将在很大范围内变化。
比如单体锂离子电池充足电时的电压为4.2V ，放完电后的电压为2.3V ，变化范围很大。
各种整流器的输出电压不仅受市电电压变化的影响，还受负载变化的影响。
为了保证供电电压稳定不变，几乎所有的电子设备都采用稳压器供电。
小型精密电子设备还要求电源非常干净（无纹波、无噪声），以免影响电子设备正常工作。
为了满足精密电子设备的要求，应在电源的输入端加入线性稳压器，以保证电源电压恒定和实现有源噪声滤波[1]。
一．LDO 的基本原理低压差线性稳压器(LDO)的基本电路如图1-1所示，该电路由串联调整管VT 、取样电阻R1和R2、比较放大器A 组成。
取样电压加在比较器A 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输出晶体管回路反应速度的限制。
图1-1 低压差线性稳压器基本电路应当说明，实际的线性稳压器还应当具有许多其它的功能，比如负载短路保护、过压关断、过热关断、反接保护等，而且串联调整管也可以采用MOSFET 。
二．低压差线性稳压器的主要参数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，也是电子设备设计者选用稳压器时首先应考虑的参数。
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。
ldo稳压芯片手册LDO（Low Dropout Regulator）稳压芯片是一种常见的电源管理芯片，用于提供稳定的直流电压。
以下是对LDO稳压芯片的手册介绍：一、概述LDO稳压芯片是一种低压差线性稳压器，能够在输入电压和输出电压之间产生较低的电压差，同时提供稳定的输出电压。
与开关电源相比，LDO稳压芯片具有较低的噪声和较小的纹波，因此广泛应用于各种电子设备中，如手机、平板电脑、充电器等。
二、工作原理LDO稳压芯片的工作原理是通过调整内部晶体管的导通电阻来控制输出电压。
当输入电压发生变化时，内部晶体管的导通电阻也会相应调整，从而保持输出电压的稳定。
同时，LDO稳压芯片还具有过流保护、过温保护等保护功能，以确保芯片的安全运行。
三、性能参数1.输入电压范围：LDO稳压芯片的输入电压范围通常在2-10V之间，具体范围取决于不同型号的芯片。
2.输出电压：输出电压是LDO稳压芯片的主要参数之一，可以根据不同的应用需求进行选择，常见的输出电压有1.8V、3.3V、5V等。
3.负载电流：负载电流是指LDO稳压芯片能够提供的最大输出电流，通常在几十毫安到几安培之间。
4.电压差：电压差是指LDO稳压芯片的输入电压与输出电压之间的差值，通常在0.2-1V之间。
5.噪声和纹波：LDO稳压芯片的噪声和纹波较低，可以提供较为稳定的输出电压。
四、应用场景1.手机、平板电脑等移动设备：在这些设备中，LDO稳压芯片被用于提供稳定的电源电压，以确保设备的正常运行。
2.充电器：充电器中的LDO稳压芯片用于将输入的交流电压转换为稳定的直流电压，以供电池充电使用。
3.音频设备：在音频设备中，LDO稳压芯片被用于提供稳定的电源电压，以确保音频信号的稳定传输。
4.工业控制：在工业控制系统中，LDO稳压芯片被用于提供稳定的电源电压，以确保控制系统的正常运行。
总之，LDO稳压芯片是一种重要的电源管理芯片，具有广泛的应用前景。
在实际应用中，需要根据具体需求选择合适的型号和参数，以确保系统的稳定性和可靠性。
1 LDO选型关键指标及定义1.1 输入电压范围LDO的输入电压范围决定了最低的可用输入电源电压。
指标可能提供宽的输入电压范围，最小的输入电压VIN必须大于VOUT+VDO。
需要注意，这与器件Datasheet中所给出的输入电压最小值无关。
1.2压差压差指保持电压稳定所需的输入电压和输出电压之间的最小差值。
也就是说，LDO能够在输入电压降低时保持输出负载电压不变，直到输入电压接近输出电压加上压差，在这个点输出电压将“失去”稳定。
压差应尽可能小，以使功耗最小，效率最高。
当输出电压降低到低于标称值 100mV的电压时，通常被认为达到了这个压差。
负载电流和结点温度会影响这个压差。
最大压差值应在整个工作温度范围和负载电流条件下加以规定。
1.3效率在忽略LDO静态电流的情况下，可以采用VOUT/VIN 式子来计算效率。
1.4功耗可以根据公式PD = (VIN - VOUT) * IOUT 计算。
这里PD 与器件封装类型、环境温度（TA）和器件最大结温（TJMAX）密切相关。
如果功率耗散较高，同时又苛求较高的效率，那么应优先考虑选择降压型DC/DC 稳压器。
1.5反向泄漏保护在某些LDO的输出端上的电压高于输入端的电压的特殊应用中，反向泄漏保护可以有效防止电流从LDO的输出端流向输入端。
如果忽视这点,这种反向泄漏会损坏输入电源，特别是当输入电源为电池的时候，尤其需要重视。
1.6接地（静态）电流静态电流Iq就是输入电流Iin和负载电流IOUT之间的差值，在规定的负载电流条件下测量。
对于固定电压稳压器，Iq等于接地电流Ig。
对于可调稳压器，静态电流等于接地电流减去来自外部分压电阻网络中的电流。
1.7关断电流关断电流指设备禁用时LDO消耗的输入电流，对便携LDO来说通常低于1.0 µA。
这个指标对于便携设备关机时长待机期间的电池寿命来说很重要。
1.8输出电压精度ADI公司的LDO具有很高的输出电压精度，在工厂制造时就被精确调整到±1%之内（25℃）。
1 LDO选型关键指标及定义输入电压范围LDO的输入电压范围决定了最低的可用输入电源电压。
指标可能提供宽的输入电压范围，最小的输入电压VIN必须大于VOUT+VDO。
需要注意，这与器件Datasheet中所给出的输入电压最小值无关。
压差压差指保持电压稳定所需的输入电压和输出电压之间的最小差值。
也就是说，LDO能够在输入电压降低时保持输出负载电压不变，直到输入电压接近输出电压加上压差，在这个点输出电压将“失去”稳定。
压差应尽可能小，以使功耗最小，效率最高。
当输出电压降低到低于标称值100mV的电压时，通常被认为达到了这个压差。
负载电流和结点温度会影响这个压差。
最大压差值应在整个工作温度范围和负载电流条件下加以规定。
效率在忽略LDO静态电流的情况下，可以采用VOUT/VIN 式子来计算效率。
功耗可以根据公式PD = (VIN - VOUT) * IOUT 计算。
这里PD 与器件封装类型、环境温度（TA）和器件最大结温（TJMAX）密切相关。
如果功率耗散较高，同时又苛求较高的效率，那么应优先考虑选择降压型DC/DC 稳压器。
反向泄漏保护在某些LDO的输出端上的电压高于输入端的电压的特殊应用中，反向泄漏保护可以有效防止电流从LDO的输出端流向输入端。
如果忽视这点,这种反向泄漏会损坏输入电源，特别是当输入电源为电池的时候，尤其需要重视。
接地（静态）电流静态电流Iq就是输入电流Iin和负载电流IOUT之间的差值，在规定的负载电流条件下测量。
对于固定电压稳压器，Iq等于接地电流Ig。
对于可调稳压器，静态电流等于接地电流减去来自外部分压电阻网络中的电流。
关断电流关断电流指设备禁用时LDO消耗的输入电流，对便携LDO来说通常低于µA。
这个指标对于便携设备关机时长待机期间的电池寿命来说很重要。
输出电压精度ADI公司的LDO具有很高的输出电压精度，在工厂制造时就被精确调整到±1%之内（25℃）。
输出电压精度在工作温度、输入电压和负载电流范围条件下加以规定。
FM6211系列(文件编号：S&CIC1194)500mA LDO稳压器概述FM6211系列是以CMOS工艺制造的高精度，高纹波抑制比，低噪音，超快响应低压差线性稳压器。
FM6211系列稳压器内置固定的参考电压源，误差修正电路，限流电路，相位补偿电路以及低内阻的MOSFET，达到高纹波抑制，低输出噪音，超快响应低压差的性能。
FM6211系列兼容体积比钽电容更小的陶瓷电容，而且不需使用0.1μF的By-pass电容，更能节省空间。
FM6211系列的高速响应特性能应付负载电流的波动，所以特别适合使用于手持及射频产品上。
通过控制芯片上的CE脚可将输出关断，在关断后的功耗只有1μA以下。
特点最大输出电流：500mA（V IN＝5V，V OUT＝3.3V）低压差：100mV@I OUT=100mA工作电压范围：2V～6.0V输出电压范围：1.2V～5.0V高输出精度：±2％低静态电流：50uA（TYP.）关断电流：0.1uA（TPY.）高纹波抑制比：70dB@1KHz低输出噪声：50uVrms输入稳定性好：0.05％（TYP.）封装形式：SOT23-5产品应用手机无绳电话设备照相机FM6211系列(文件编号：S&CIC1194)500mA LDO稳压器主要参数及工作特性FM6211系列(文件编号：S&CIC1194)500mA LDO稳压器FM6211系列(文件编号：S&CIC1194)500mA LDO稳压器FM6211系列(文件编号：S&CIC1194)500mA LDO稳压器注:1.V OUT(T)：规定的输出电压2.V OUT(E)：有效输出电压(即当I OUT保持一定数值，V IN=(V OUT(T)+1.0V)时的输出电压。
3.Vdif：V IN1–V OUT(E)’V IN1：逐渐减小输入电压，当输出电压降为V OUT(E)的98%时的输入电压。
LDO常见的参数与其参考意义Bussmann摘要：对于低压差线性稳压器（LDO），你是否还是简单地根据输入输出电压和电流来选型？你有没有考虑过其他参数存在的意义？如果没有，那就来了解一下LDO常见的几个重要参数和在实际应用中的参考意义吧。
一、LDO的几个重要参数低压差线性稳压器（LDO）它的终极使命就是为后级电路提供稳定的电压电流。
在选择LDO时，除了选择合适的工作电压和带载电流，通常还需要结合当前输入端的供电环境，输出端的负载要求，结合LDO的几个常见参数选择最适合的LDO。
下面是LDO常见的几个重要参数。
1.压差LDO的输入电压和输出电压的差值就是LDO的压差。
在一定的负载电流下，LDO以最小的输入电压维持正常的输出电压，此时输入电压与输出电压的差称为最小压差。
LDO在不同的负载电流下有着不同的最小压差。
为了保证输出电压的稳定，在实际应用中需要根据负载电流的大小来判断保证正常的输出电压所需的最小压差。
LDO的压差决定了它的工作电压范围，低压差的LDO则可以接受更低的工作电压，应用在输入电压更低的场合，并且降低了耗散功率，提高了效率。
图1是某LDO压差特性曲线，该LDO标称输出电压为2.8V，从图中可以看出，输出电流为500mA时，输入电压至少要为3.2V以上才能维持正常的2.8V电压输出。
图1 压差特性曲线2.地电流地电流是LDO正常工作时地引脚流过的电流，是LDO工作时自身消耗的电流，也等于输入电流与负载电流的差，当输出电流为0时，该电流又称静态电流。
通常地电流小的LDO的其他参数性能相对比较差，反之亦然。
一般在电池供电场合，地电流小的LDO，能够提高设备的续航时间和供电效率。
通常地电流与输入电压、温度和负载电流等有关。
图2是某LDO地引脚电流与输入电压的关系曲线，通常来说地电流会随着输入电压的增大而增大。
图2 地电流特性曲线3.负载调整率通常在一定输入电压下，随着负载电流的变化，LDO的输出电压也会有一定的变化。
LDO的选用原则及技术参数及在开关电源中的作用LDO（Low Dropout Regulator）是一种线性稳压器，主要用于在开关电源中提供稳定的低压输出。
LDO的选用原则和技术参数以及在开关电源中的作用如下：一、LDO的选用原则：1.电压稳定性：LDO的输出电压需要保持稳定，不会因输入电压变化或负载变化而产生较大的波动。
2.负载能力：LDO需要具备足够的负载能力，能够在一定范围内承受变化的负载而不引起输出电压波动。
3.降压效率：LDO的降压效率是指输出电压与输入电压之间的差值，效率越高，能量损耗越小。
4.噪声控制：LDO需要具备良好的抑制噪声的能力，以避免对其他电路产生干扰。
5.短路保护和过热保护：LDO需要具备短路保护和过热保护功能，以保护自身和其他器件的安全。
6.封装形式：根据应用环境的要求选择适合的LDO封装形式，例如SOT-23、TO-220等。
二、LDO的技术参数：1.输入电压范围（VIN）：LDO的输入电压范围是指能够正常工作的输入电压范围。
2.输出电压（VOUT）：LDO输出的稳定电压值，根据应用需求选择合适的输出电压。
3.输出电流（IOUT）：LDO能够提供的最大输出电流，需要根据负载要求选择合适的输出电流。
4.静态电流（IQ）：当无负载情况下，LDO自身的工作电流。
5.降压效率（η）：输出功率与输入功率之比，通常以百分比表示。
6.抑制噪声（PSRR）：对输入电压的变化或者噪声对输出电压的抑制能力。
7.脉冲响应：LDO对负载变化的快速响应能力。
8.温度范围：LDO能够正常工作的温度范围。
三、LDO在开关电源中的作用：1.滤波器作用：LDO可以在开关电源输出端提供稳定的滤波电压，用于滤除开关电源产生的高频噪声。
2.稳压作用：LDO可以将开关电源的输出电压稳定在设定的目标电压，保证电路其他部分的正常工作。
3.噪声抑制：LDO能够抑制由开关电源产生的噪声，以减少对系统中其他器件的干扰。
1LDO 稳压器LDO (Low Dropout voltage)稳压器是近年出现的一类新型电源稳压芯片,各大半导体供应商都有自己的产品,如美国国家半导体公司的LM2951。
在LDO 稳压器中,调整管是单个PNP 管,如图1所示。
LDO 最大的优势是PNP 管在调节输出时仅有很小的压降,满载时压降的典型值小于500mV,轻载时的压降仅有10~200mV。
LDO 的这个低压降特点,特别适用于车辆电压环境。
通常整车的电压环境为9~16V,极端情况下能低至6V,在此种条件下,如果模块采用常规稳压芯片为车辆ECU 提供稳定的5V 电源,几乎就是不可能了。
由此,当今整车上ECU 中的电源部分设计,基本都采用了LDO 芯片进行设计。
稳压器的工作原理:通过连接到误差放大器反向输入端的分压电阻对输出电压进行采样,误差放大器的同相端接到一个参考电压,该参考电压由IC 内部的带隙参考源产生。
误差放大器总是试图迫使两个输入端电压相等,为此,它控制调整管输出足够的负载电流,以保证输出电压稳定:U out =U REF (1+R 1/R 2)。
2LDO 稳压器的稳定性分析及补偿方法任何一个闭环系统都存在环路稳定性问题,作为负反馈系统的LDO 当然也不例外。
这里的稳定性指的是频率稳定性,由于电路中存在有电感电容等元件,在不同的频率下,会产生相应的滞后的或超前的相移,相移条件达到180°,同时幅值足够的条件下,会使负反馈电路变为正反馈电路,此时电路就产生了振荡,输出正弦波。
此时,LDO 就不能发挥电源芯片的作用。
传统的自动控制理论提供了稳定性的判断方法。
图2所示为传统LDO 小信号架构,影响系统稳定性的主要因素有:误差放大器、调整管、反馈电阻网络、输出电容及其等效串联电阻图1LDO 原理图修改稿收稿日期:2013-09-06作者简介:侯利程(1980-),男,硕士研究生,工程师。
LDO 稳压器的稳定性分析及在整车上的应用侯利程,辛长宇,许瑞沁(上海汽车集团股份有限公司乘用车公司技术中心,上海201804)摘要:随着电子模块在整车上的快速增长,传统的电源芯片如LM317等已不能满足需求,而LDO 芯片在模块的电源上得到了广泛的应用。
