电子知识笔记-LDO(低压差线性稳压器)

一、基础概念

LDO是Low Dropout Regulator 的缩写,中文称为“低压差线性稳压器”。其主要作用是将输入电压稳定地降低到目标输出电压,并保持输出电压稳定;常用于低功耗、低噪声和高稳定性的场景(例如音频设备对噪声敏感的模拟电路;主控MCU提供稳定的电压供电;LCD显示屏幕的偏压电路等)。

二、常规应用电路

Tip:提供电路仅供参考,详细元件参数根据具体应用选定

2.1基本电路

基本电路-图一
基本电路​​​​​​

2.2大电流输出电压稳压器

大电流输出电压稳压器
大电流输出电压稳压器

2.3增加输出电压的电路

增加输出电压的电路
增加输出电压的电路

2.4双电源电路

双电源电路
双电源电路

2.5跟踪稳压器

跟踪稳压器
跟踪稳压器

三、选型技巧

3.1 输入电压范围 Vin

要求:确保LDO的输入最大电压覆盖实际应用中的最大电压。

建议:输入电压通常来自电池、适配器或前级电源,选择的LDO应支持输入电压的波动范围(如锂电池的输出电压可能从4.2V到3.0V)。

3.2 输出电压Vout 和 容许电压精度偏差%

要求:输出电压应满足负载设备的需求且在接受的容许偏差范围内(±3%,±2%,±1%)。

建议:选取支持固定输出电压的LDO,选型时明确需求。

3.3 输出电流

要求:确保LDO的最大输出电流能满足负载需求,且具有一定余量(1.2倍)

建议:选择最大输出电流大于实际负载需求的LDO,避免过载和热关断的问题

3.4 电流消耗

对低功耗的应用场景,选择低静态电流LDO(如 -3系列 1μA)

3.5 特殊功能要求

OCP过电流保护、OTP过结温保护、芯片使能引脚CE、软启动Soft Start等

Tip:

过电流保护和过结温保护,即使输出短路接地也可以防止芯片损坏。当输出短路至地时,输出电流将钳位到最小电流,结温将上升。一旦结温超过 150°C,芯片将关闭电源元件以防止热损坏。当结温降至 130°C 时,保护将解除。在输入电压 18V 以上应用,使用 SOT23-5 封装,因为此封装导热性能较差,当输出发生短路,芯片可能因内部瞬间温度上升造成芯片损坏。.

芯片使能引脚CE,一般为高电平有效,用于外部器件控制输出电压。

软启动功能有效地避免了在上电时输出过冲幅度的问题。

3.6 PCB布局注意

1.VIN输入电容Cin必须放置在靠近Vin引脚处。

2.Vout输出电容Cou必须放置在靠Vout引脚处。

3.Vin输入端到芯片Vin引脚路径,铜箔尽量加宽。

4.SOT89封装必须预留导热铜箔。

附件 合泰LDO选型手册

更多了解看简介,欢迎交流学习,共同进步。

### LDO线性稳压器的工作原理 LDO(Low Dropout Regulator),即低压线性稳压器,是一种能够提供稳定输出电压的器件,在输入电压接近输出电压的情况下仍能正常工作。其核心功能是通过调节内部晶体管的导通程度来维持恒定的输出电压。 #### NPN稳压器 传统的NPN结构稳压器需要较高的输入与输出电压才能保持稳定的输出电压。然而,这种高电压会降低整体效率并增加功耗[^1]。 #### LDO稳压器 相比传统NPN稳压器,LDO采用P沟道MOSFET或其他类型的场效应管作为调整元件,从而显著降低了所需的最小输入输出电压(也称为裕量电压)。当负载变化时,反馈回路控制开关状态以补偿任何波动,确保输出电压始终保持平稳[^2]。 #### 准LDO稳压器 介于标准线性稳压器和真正意义上的LDO之间的一种设计方案被称为准LDO。它可能利用某些技术改进但并未完全达到理想低dropout性能水平的产品形式存在市场之中。 #### 场效应管(FET)作为导通管LDO 现代高效能LDO通常选用PMOS或NMOS FET充当主要调控组件因为它们具备更低Rds(on),这有助于减少传导损耗进而提升转换效能比率同时允许更紧凑的设计尺寸以及更好的热管理特性。 --- ### 参数详解 以下是几个关键参数用于描述一款具体型号下的表现特征: 1. **裕量电压** 裕量电压定义为使设备可以持续运作所需最低限度额外供电高于目标设定值部分;越小越好意味着更高的能源利用率及适应范围扩展可能性更大。 2. **静态电流/接地电流** 静态电流指的是无负载条件下消耗掉多少电力资源支持基本操作流程运转所必需的数量级大小单位一般毫安级别甚至微安数量级下运行良好则表明产品具有优异待机节能属性值得优先考虑选购. 3. **效率** 效率计算方式简单明了就是有用功率除以总输入功率乘百分之百得出百分比数值越高代表实际转化过程损失较少更加节能环保友好型装置应运而生满足当今社会日益增长绿色环保需求趋势不可逆转之势发展前行方向明确可见一斑. 4. **PSRR (电源抑制比)** PSRR衡量的是对于来自前级供应端干扰信号衰减能力的好坏强弱对比情况反映出来抗噪性能优劣异所在之处显而易见重要地位毋庸置疑必须重视起来才行啊各位看官们可千万不要忽略这一点哦!!! 5. **线路瞬态响应 & 负载瞬态响应** 这两个指标分别考察面对突然改变环境条件或者连接新用电设备瞬间反应速度敏捷度高低快慢与否直接影响用户体验质量好坏评判依据之一不容忽视呀亲们记住了吗??? 6. **直流负载调整率 和 输入电压调整率** 它们都涉及到长期稳定性方面考量因素其中前者关注因外部附加负荷增减引起自身输出变动幅度后者侧重探讨由于上游供给源浮动造成的影响程度评估两相结合全面分析才合理科学公正公平公开透明化处理原则始终贯穿整个评价体系当中去执行落实到位才行呢朋友们是不是这样理解比较恰当合适些咧??? --- ### 应用场景 LDO广泛应用于便携式电子产品领域如手机平板电脑笔记本计算机数码相机MP3播放器蓝牙耳机等等这些场合都需要小巧轻便又省电高效的解决方案因此成为首选对象毫无悬念可言除此之外还包括通信基站服务器集群数据中心医疗仪器仪表工业自动化控制系统汽车电子辅助驾驶系统等诸多高端复杂精密装备上面同样不可或缺发挥着举足轻重的作用贡献巨大难以替代的地位确立稳固不动摇多年以来经久不衰历久弥新的经典传奇故事还在继续书写下去未来前景无限光明灿烂辉煌等待我们共同见证分享喜悦时刻到来那一天不远啦同志们加油干吧!!! ```python def ldo_efficiency(input_voltage, output_voltage, load_current): """ 计算LDO效率 :param input_voltage: 输入电压(V) :param output_voltage: 输出电压(V) :param load_current: 负载电流(A) :return: 效率(%) """ power_in = input_voltage * load_current power_out = output_voltage * load_current efficiency = (power_out / power_in) * 100 return round(efficiency, 2) print(ldo_efficiency(3.3, 1.8, 0.5)) # 示例调用函数打印结果 ```
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