|常说的LDO电路是啥?(简单版)

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在电压转换电路中 , LDO和DC-DC电路是最常用的两种方式 , 本篇主要介绍LDO相关内容 。

LDO是线性电源的一种 , 它可以实现电源电压的转换 , 不过主要用在降压领域 。 它的全称是Low Dropout Regulaor , 就是低压差线性稳压器 , 这个低压差就表示它的输入输出电势差不会太大 , 所以叫低压差 。
在理解上可以看作LDO=低压差+线性+稳压器 。
那LDO有哪些特点呢?

对于LDO电路 , 相对与DCDC电路 , 它具备成本低 , 噪音低 , 静态电流小等优点 , 并且在实际运用中 , 它需要的外接元件也更少 , 通常仅仅需要一两个旁路电容就可以了 。

比如型号spx3819(某一常用LDO电路芯片)的电路图如下图所示 , 可以看到它的外围电路器件非常简单 。

在对LDO的理解中 , 可以对LDO的组成部分分开理解 。

比如上图 , 它是一个基本的低压降稳压器 , 通过电阻R进行分压 , 下半部分为稳压电路 , 具有稳压管元件 , 它的稳压工作区间决定了输出稳压的范围 , 虽然是一个简单的电路 , 但是它可以实现小电流(百mA级别)小动态范围内的稳压作用 。

如果在电路中加入一个三极管 , 就可以起到反馈调节的作用 , 如上图 , 当输入电压Vin增大时 , 输出电压Vout就会瞬间增大 , 三极管的射极电Ve也会增大 , 此时如果基极电压Vb不变 , 发射结电压就会减少 , 进而输出电流减少 , Vout也相应减小 , 可以看成是一个基本的低压差稳压器 。
如果加上线性 , 就是如下图所示的电路(一个简单的LDO电路) 。

相比于低压差稳压器电路 , 它增加了运算放大器 , 作用上加深的反馈效果同时提高输出输出电压的稳定性 。
当输入电压Vin增大或输出负载电阻增大时 , 输出电压Vout也会瞬间增加 , 通过R1 , R2采样得到的电压也会增加 , 因为是反向端输入 , 所以运放A的输出会相应减少 , 则Vb-Ve就会减少 , 进而Vout减小 。 其中R1 , R2的分压作用是LDO的原理核心 , 所以LDO只能用于降压 , 不能用于升压 , 并且电流不能过大 。

通过对于上面LDO电路的举例 , 就可以理解LDO内部有四个部分组成:分别是基准参考电压 , 误差放大器 , 分压抽取电路和晶体管调整电路 。
基准参考电压:就是正向输入端的电压 , 也是LDO的输入电压 , 也称基准电压 。
误差放大器:将采集到的电压输入到比较器反向输入端 , 与正向输入端的基准电压进行比较 , 再将比较结果放大 , 如果反向输入端电压增大 , 则会导致运放的输出端减小 。
分压抽取电路:就是电路图中的R1 , R2 , 通过它们对输出电压进行采集
晶体管调整电路:运放放大后的信号会输送到晶体管的基极 , 从而放大后的信号可以控制晶体管的导通电压 , 形成一个负反馈调节回路 。
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