线性稳压器输出电压恒定吗（电压调整器之LDO低压差线性稳压器）

一、 低压差线性稳压器LDO即low dropout regulator，是一种低压差线性稳压器，使用在其饱和区域内运行的晶体管或场效应管（FET），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1. 其四大要素为：压差Dropout、噪音Noise、电源抑制比（PSRR）、静态电流Iq2. 主要构成： 启动电路、恒流源偏置单元、使能电路、调整元件、基准源、误差放大器、反馈电阻网络和保护电路等3、工作原理LDO基本电路由串联调整管VT、取样电阻R1和R2、比较放大器A组成系统加电，如果使能脚处于高电平时，电路开始启动，恒流源电路给整个电路提供偏置，基准源电压快速建立，未调节的输入电压作为供电电源的电压，基准电压作为误差放大器的负相输入电压，电阻反馈网络将输出电压进行分压并获得反馈电压，此反馈电压输入到误差比较器的同向端，与负向的基准电压进行比较两电压差值通过误差放大器放大后直接控制功率调整元件的栅极，通过改变调整管的导通状态来控制LDO的输出，即：Vout=(R1 R2)/R2 ×Vref实际的低压差线性稳压器还具有如负载短路保护、过压关断、过热关断、反接保护等其它的功能4、主要参数 输出电压 最大输出电流 电压差 接地电流，也成为静态电流 负载调整率（此值越小，LDO抑制负载的能力越强） 线性调整率（越小，输入电压对输出电压影响越小，LDO性能越好） 电源抑制比（PSSR）,反映了LDO对干扰信号的抑制能力5、优缺点及现状低压降（LDO）线性稳压器的成本低、噪音低、静态电流小、外接元件也很少，通常只需一两个旁路电容，且具有极低的自有噪声和较高的电源抑制比PSRR(Power Supply Rejection Ratio)LDO是一个自耗很低的微型片上系统（SoC）它可用于电流主通道控制，芯片上集成了具有极低线上导通电阻的MOSFET，肖特基二极管、取样电阻和分压电阻等硬件电路，并具有过流保护、过温保护、精密基准源、差分放大器、延迟器等功能PG是新一代LDO，具各输出状态自检、延迟安全供电功能，也可称之为Power Good，即“电源好或电源稳定” 很多LDO仅需在输入端及输出端各接一颗电容即可稳定工作新的LDO可达到以下指标：输出噪声30μV，PSRR为60dB，静态电流6μA，电压降只有100mV LDO线性稳压器有这样的性能提升主要原因：其使用的调整管是用P沟道MOSFET，P沟道MOSFET是电压驱动的，无需电流，降低了器件本身消耗的电流，其上的电压降大致等于输出电流与导通电阻的乘积由于MOSFET的导通电阻很小，因而它上面的电压降非常低；普通的线性稳压器是使用PNP晶体管在采用PNP晶体管的电路中，为防止PNP晶体管进入饱和状态而降低输出能力， 输入和输出之间的电压降不可太低6、选择方案升压是一定要选DCDC的，降压，是选择DCDC还是LDO，要在成本，效率，噪声和性能上比较❶当输入电压和输出电压接近时，最好是选用LDO稳压器，可达到很高的效率实例：把锂离子电池电压转换为3V输出电压的应用中多选用LDO稳压器虽说电池的能量最后10%没有使用，LDO稳压器仍然能够保证电池的工作时间较长，同时噪音较低❷当输入电压和输出电压不是很接近，考虑开关型的DCDC了，因为LDO的输入电流基本上是等于输出电流的，如果压降太大，耗在LDO上能量太大，效率不高7、分类LDO分为正输出电压的LDO和负输出 LDO正输出电压的LDO（低压降）稳压器：使用功率晶体管（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非常低的压降电压，通常为 200mV 左右；负输出 LDO 使用 NPN 作为它的传递设备，其运行模式与正输出 LDO 的 PNP设备类似扩展小课堂：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与输出电压差额的最小值8、传统线性稳压器的特点传统的线性稳压器:一般要求输入电压Uin要比输出电压Uout至少高出2V~3V（如78XX系列的芯片），否则就不能正常工作但这样的条件太苛刻如5V转3.3V，输入与输出之间的压差只有1.7v，显然这是不满足传统线性稳压器的工作条件的其使用 NPN 复合电源晶体管的传统线性稳压器的压降为 2V 左右使用 MOS 功率晶体管，它能够提供最低的压降电压使用 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 电阻造成的如果负载较小，这种方式产生的压降只有几十毫伏二、 DC-DC转换器DC-DC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DC-DC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DC-DCDC-DC转换器包括升压、降压、升/降压和反相等电路DC-DC转换器的优点是效率高、可以输出大电流、静态电流小随着集成度的提高，许多新型DC-DC转换器仅需要几只外接电感器和滤波电容器但是，这类电源控制器的输出脉动和开关噪音较大、成本相对较高在这里插入图片描述三种直流电源调整器特点对比新一代高性能的电源管理方案将DC-DC变换器与LDO，或者LDO和电荷泵结合起来，克服三者电压调整器的各自缺陷，从而达到低噪声和高效率的组合，下面我们就来说一说关于线性稳压器输出电压恒定吗?我们一起去了解并探讨一下这个问题吧!

线性稳压器输出电压恒定吗

一、 低压差线性稳压器LDO即low dropout regulator，是一种低压差线性稳压器，使用在其饱和区域内运行的晶体管或场效应管（FET），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。1. 其四大要素为：压差Dropout、噪音Noise、电源抑制比（PSRR）、静态电流Iq2. 主要构成： 启动电路、恒流源偏置单元、使能电路、调整元件、基准源、误差放大器、反馈电阻网络和保护电路等。3、工作原理LDO基本电路由串联调整管VT、取样电阻R1和R2、比较放大器A组成系统加电，如果使能脚处于高电平时，电路开始启动，恒流源电路给整个电路提供偏置，基准源电压快速建立，未调节的输入电压作为供电电源的电压，基准电压作为误差放大器的负相输入电压，电阻反馈网络将输出电压进行分压并获得反馈电压，此反馈电压输入到误差比较器的同向端，与负向的基准电压进行比较。两电压差值通过误差放大器放大后直接控制功率调整元件的栅极，通过改变调整管的导通状态来控制LDO的输出，即：Vout=(R1 R2)/R2 ×Vref实际的低压差线性稳压器还具有如负载短路保护、过压关断、过热关断、反接保护等其它的功能。4、主要参数 输出电压 最大输出电流 电压差 接地电流，也成为静态电流 负载调整率（此值越小，LDO抑制负载的能力越强） 线性调整率（越小，输入电压对输出电压影响越小，LDO性能越好） 电源抑制比（PSSR）,反映了LDO对干扰信号的抑制能力。5、优缺点及现状低压降（LDO）线性稳压器的成本低、噪音低、静态电流小、外接元件也很少，通常只需一两个旁路电容，且具有极低的自有噪声和较高的电源抑制比PSRR(Power Supply Rejection Ratio)。LDO是一个自耗很低的微型片上系统（SoC）。它可用于电流主通道控制，芯片上集成了具有极低线上导通电阻的MOSFET，肖特基二极管、取样电阻和分压电阻等硬件电路，并具有过流保护、过温保护、精密基准源、差分放大器、延迟器等功能。PG是新一代LDO，具各输出状态自检、延迟安全供电功能，也可称之为Power Good，即“电源好或电源稳定”。 很多LDO仅需在输入端及输出端各接一颗电容即可稳定工作新的LDO可达到以下指标：输出噪声30μV，PSRR为60dB，静态电流6μA，电压降只有100mV。 LDO线性稳压器有这样的性能提升主要原因：其使用的调整管是用P沟道MOSFET，P沟道MOSFET是电压驱动的，无需电流，降低了器件本身消耗的电流，其上的电压降大致等于输出电流与导通电阻的乘积。由于MOSFET的导通电阻很小，因而它上面的电压降非常低。；普通的线性稳压器是使用PNP晶体管。在采用PNP晶体管的电路中，为防止PNP晶体管进入饱和状态而降低输出能力， 输入和输出之间的电压降不可太低。6、选择方案升压是一定要选DCDC的，降压，是选择DCDC还是LDO，要在成本，效率，噪声和性能上比较。❶当输入电压和输出电压接近时，最好是选用LDO稳压器，可达到很高的效率。实例：把锂离子电池电压转换为3V输出电压的应用中多选用LDO稳压器。虽说电池的能量最后10%没有使用，LDO稳压器仍然能够保证电池的工作时间较长，同时噪音较低。❷当输入电压和输出电压不是很接近，考虑开关型的DCDC了，因为LDO的输入电流基本上是等于输出电流的，如果压降太大，耗在LDO上能量太大，效率不高。7、分类LDO分为正输出电压的LDO和负输出 LDO。正输出电压的LDO（低压降）稳压器：使用功率晶体管（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非常低的压降电压，通常为 200mV 左右；负输出 LDO 使用 NPN 作为它的传递设备，其运行模式与正输出 LDO 的 PNP设备类似。扩展小课堂：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与输出电压差额的最小值。8、传统线性稳压器的特点传统的线性稳压器:一般要求输入电压Uin要比输出电压Uout至少高出2V~3V（如78XX系列的芯片），否则就不能正常工作。但这样的条件太苛刻。如5V转3.3V，输入与输出之间的压差只有1.7v，显然这是不满足传统线性稳压器的工作条件的。其使用 NPN 复合电源晶体管的传统线性稳压器的压降为 2V 左右。使用 MOS 功率晶体管，它能够提供最低的压降电压。使用 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。如果负载较小，这种方式产生的压降只有几十毫伏。二、 DC-DC转换器DC-DC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DC-DC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DC-DC。DC-DC转换器包括升压、降压、升/降压和反相等电路。DC-DC转换器的优点是效率高、可以输出大电流、静态电流小。随着集成度的提高，许多新型DC-DC转换器仅需要几只外接电感器和滤波电容器。但是，这类电源控制器的输出脉动和开关噪音较大、成本相对较高。在这里插入图片描述三种直流电源调整器特点对比新一代高性能的电源管理方案将DC-DC变换器与LDO，或者LDO和电荷泵结合起来，克服三者电压调整器的各自缺陷，从而达到低噪声和高效率的组合。

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