LDO芯片的工作原理及應(yīng)用

LDO英文全稱Low Dropout Regulator，它是一種低壓差線性穩(wěn)壓器，作用是將輸入電壓穩(wěn)定到一個(gè)恒定輸出電壓。LDO是一個(gè)低功耗的芯片，它可用于電流主通道控制，芯片上集成了具有極低線上導(dǎo)通電阻MOS、取樣電阻和分壓電阻、肖特基二極管等器件，具有過(guò)溫保護(hù)、精密基準(zhǔn)源、差分放大器、過(guò)流保護(hù)、延遲器等功能。

LDO通常具有噪聲水平較低特點(diǎn)，使得它在音頻設(shè)備、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器等需要高精度電壓的場(chǎng)合中表現(xiàn)優(yōu)異，低噪聲特性有助于減少信號(hào)傳輸過(guò)程中的干擾，提高信號(hào)質(zhì)量。LDO能夠提供高精度的輸出電壓，滿足對(duì)電壓精度要求較高的應(yīng)用場(chǎng)合。

如圖所示，LDO的工作原理是這樣的，通常它由串聯(lián)調(diào)整管 VT 、取樣電阻 R3 和 R4 、比較放大器 A組成，取樣電阻加在比較器 A的同相輸入端，與加在反相輸入端的基準(zhǔn)電壓 Vre相比較，兩者的差值經(jīng)放大器 A 放大后，控制串聯(lián)調(diào)整管的開關(guān)，從而穩(wěn)定輸出電壓。

當(dāng)LDO的輸出電壓 Vout 降低時(shí)，基準(zhǔn)電壓與取樣電壓的差值增加，比較放大器輸出的驅(qū)動(dòng)電流增加，串聯(lián)調(diào)整管壓降減小，從而使輸出電壓高。

相反，若輸出電壓 Vout 超過(guò)所需要的設(shè)定值，比較放大器輸出的前驅(qū)動(dòng)電流減小，從而使輸出電壓降低供電過(guò)程中，輸出電壓校正連續(xù)進(jìn)行，調(diào)整時(shí)間只受比較放大器和輸出晶體管回路反應(yīng)速度的限制。

LDO有可調(diào)LDO和固定輸出的LDO，它們的區(qū)別就在于 R3 和 R4，可調(diào) LDO 的 R3 和R4 未集成在芯片內(nèi)部，而要求在外電路上添加，根據(jù) R3和 R4 的比值來(lái)設(shè)置輸出電壓。固定輸出的 LDO，其 R3 和 R4 是集成在芯片內(nèi)部的，廠商會(huì)根據(jù)需要的輸出值設(shè)定 R3 和 R4 的值。

一般情況下，可調(diào) LDO 的輸出電壓計(jì)算公式Vout= Vref(1+R2/R1)+ ladj*R2* ; ladj 的值很小，當(dāng) R2 的值較小時(shí)，ladj R2 值可忽略不計(jì)。但如果 R2 值較大，那 ladR2 的值就不能忽略了。一般穩(wěn)壓器如1117系列的adj 典型值在 50uA左右，如果 R2 取值為 2K 時(shí)，電壓誤差就達(dá)到 0.1V了。一般LDO 的Vref 值為 1.25V，也有些產(chǎn)品不一樣。

LDO線性穩(wěn)壓器的應(yīng)用非常廣泛，在智能手機(jī)、平板電腦、便攜式媒體播放器、數(shù)字助聽器、便攜式音頻播放器、路由器、交換機(jī)、藍(lán)牙模塊、Wi-Fi模塊、工業(yè)控制器、指紋識(shí)別器、便攜式血?dú)夥治鰞x、車載音響、導(dǎo)航系統(tǒng)等、血壓監(jiān)護(hù)儀、心電圖機(jī)等都有應(yīng)用。