一文看懂LDO(线性稳压器)

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描述

直流电会存在一个现象,那就是接上负载后电压会下降,并且抖动得厉害。针对这个现象我们可以使用LDO(线性稳压器)来解决这个问题。LDO是一种线性稳压器,它的主要作用是将较高的输入电压转换为稳定的输出电压,同时为负载提供稳定的电流。如下图所示:

ldo

LDO(线性稳压器)概念
线性稳压器使用在其线性区域内运行的,从应用的输入电压中减去超额的电压,产生经过调节的输出电压。其产品均采用小型封装,具有出色的性能,并且提供热过载保护、安全限流等增值特性,关断模式还能大幅降低功耗。

LDO(线性稳压器)的工作原理
输入电压:首先,输入电压(Vin)为LDO提供电力。这个电压通常比所需的输出电压(Vout)要高。

误差放大器:误差放大器是一个关键组件,它比较输出电压(Vout)与一个参考电压(Vref)。如果Vout低于Vref,误差放大器会输出一个高的电压;如果Vout高于Vref,误差放大器会输出一个低的电压。

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调整管:调整管(通常是PMOS或NMOS晶体管)根据误差放大器的输出进行调整。如果Vout低于Vref,误差放大器会增加其输出电压,从而使调整管更加导通,提高Vout。相反,如果Vout高于Vref,误差放大器会降低其输出电压,使调整管趋于截止,降低Vout。

反馈回路:通过误差放大器和调整管形成的反馈回路,LDO可以持续地监测和调整输出电压,确保其在各种负载和输入电压条件下都保持稳定。

输出电容:为了平滑输出电压中的任何瞬态变化,通常会在输出端放置一个电容。

LDO(线性稳压器)的优点
LDO通常是高度集成的,包括传输元件和反馈环路。一些LDO(例如JY1117)拥有热保护(TSD),过流保护(OCP)的特性,并且有以下优点。

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晶扬电子JY1117-3.3

使用简单

价格较便宜

电源抑制比,线性稳压器对输入电压的变化做出快速响应,产生输入上几乎没有任何纹波的输出电压。

对负载电压的变化做出快速响应。

无开关噪声。其他电压转换电路(称为 DC-DC 转换器)具有高频开关噪声。线性稳压器不具备这个特性。

LDO(线性稳压器)的缺点
LDO(线性稳压器)的主要缺点是效率低下。这是由于传输元件两端的电压降造成的。这种低效率会导致线性稳压器过热。注意您的应用的预期散热,并确保使用足够的散热或铜填充来控制温升。如果需要高功率、高效率或升压转换器,请使用 DC-DC 转换器。

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输出电流:设计时预留50%的余量,实际运用过程中,输出电流的大小和输入输出电压都有关系。
输出电压:分为可调和固定,根据实际情况选择在,一般最好选择固定的。
输出电压精度:一般是2%,还有5%的。
耗散功率:使用时LDO的消耗的功耗不能超过这个值,否则LDO可能会损坏。
地电流:英文Ground Current,指的是输入电流和输出电流的差值。指的是LDO正常工作状态,在特定的负载下,LDO自身消耗的电流。

LDO(线性稳压器)设计注意事项
要选择适当的LDO,首先要考虑输入和输出电压范围、它的电流负载能力和封装散热能力。了解一个LDO的最小电压差(dropout voltage)是非常重要的,因为它决定了LDO在输入、输出电压差很小时的输出稳定能力。

微功率应用中(例如一些长年使用电池的应用),LDO的静态电流IQ需要很低,以避免不必要的电池消耗,此时就需要特殊的极低静态电流的LDO。

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晶扬电子JY1117-5.0

在那些需要非常干净、低杂讯输出的应用中,低输出杂讯和优良的PSRR参数就成为选择LDO的关键指标。

LDO线性稳压器通常用于:转换较高的输入电压(VIN)为较低的输出电压(VOUT);需要非常乾淨的电源,或是对杂讯比较敏感的实际应用;VIN/VOUT比值不是很高,例如要将3.3V输入转换成2.5V输出;需要大电流输出的应用(通常可以高达1A);落在LDO上的功耗是有限的,例如少于0.8W

LDO(线性稳压器)型号推荐

JY1117-3.3、JY1117-5.0线性稳压器,这两次款产品凭借其卓越的性能、稳定的品质和出色的性价比,在市场上备受好评,可以完全替代AMS1117-3.3等系列产品,是晶扬电子应用较为广泛的一种小功率降压稳压电源芯片,具有输出电压对输入电压或负载变化反应迅速,输出电压纹波和噪声较低,外围电路简单,体积小,价格低等优点。

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总体来说,线性稳压器是一种简单易用的器件,输入电压、输出电压、再加几个电容就解决了。线性稳压器的优点是简单易用,输出电压纹波小。

审核编辑 黄宇

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