常見問題解答：低壓差 (LDO)線性穩壓IC

低壓差線性穩壓IC適用于需要低噪聲電源的情況，以及穩壓IC必須在輸入電源電壓和輸出負載電壓之間保持微小差異的情況下保持穩壓的情況，例如電池供電的便攜式和無線系統。

低壓差（LDO）線性穩壓IC的典型應用有哪些？

LDO線性穩壓IC通常用于需要低噪聲電源的系統，而不是可能擾亂系統的開關穩壓IC。LDO還可用于穩壓IC必須保持穩壓且輸入電源電壓和輸出負載電壓之間差異很小的應用，例如電池供電系統。它們的低壓差和低靜態電流使它們非常適合便攜式和無線應用。

LDO可以提供多少輸出電流？

具有片內功率MOSFET或雙極晶體管的LDO通常提供50 mA至1 A范圍內的輸出。一些較新的電路實際上可以處理更高的電流。

什么是典型的LDO穩壓IC電路？

LDO穩壓IC在線性區域工作，其拓撲結構如圖所示。作為基本穩壓IC，其主要元件是串聯調整管（雙極晶體管或MOSFET），差分誤差放大器和精密基準電壓源。

LDO穩壓IC采用串聯調整管（雙極晶體管或MOSFET）、差分誤差放大器和精密基準電壓源。
差分誤差放大器的一個輸入由電阻R1和R2設置，用于監視輸出電壓的百分比。另一個誤差放大器輸入是穩定的基準電壓源（VREF）。如果輸出電壓相對于VREF增加，差分誤差放大器將改變傳輸晶體管的輸出，以保持恒定的輸出負載電壓（VOUT）。使能EN輸入用于對多個LDO進行排序和/或將LDO輸入置于超低功耗狀態。

哪些特性會影響 LDO 的性能？

LDO 的關鍵工作因素包括壓差、電源抑制比 （PSRR）、輸出噪聲和靜態電流。

什么是壓差電壓？

低壓差是指允許IC調節輸出負載電壓的輸入和輸出電壓之間的差異。也就是說，LDO可以調節輸出負載電壓，直到其輸入和輸出在壓差電壓下相互接近。理想情況下，壓差應盡可能低，以最大限度地降低功耗并最大限度地提高效率。通常，當輸出電壓降至比其標稱值低100mV時，認為會達到壓差。負載電流和晶體管溫度會影響壓差。

什么是PSRR？

電源抑制比（PSRR）會影響LDO防止輸入電壓變化引起的輸出電壓波動的能力。PSRR通常指定在特定頻率，例如120 Hz時的60dB抑制，低ESR輸出電容和增加的基準電壓旁路電容改善了PSRR性能?；陔姵氐南到y應采用在低電池電壓下保持高PSRR的LDO。

什么會影響LDO的輸出噪聲？

LDO的內部基準電壓源是一個潛在的噪聲源，通常指定為特定帶寬范圍內的微伏均方根，例如1至100 kHz范圍內的30 μV rms。與開關模轉換器的開關瞬變和諧波相比，這種低電平噪聲引起的問題更少。在圖中，LDO具有一個（基準電壓源）旁路引腳，用于利用一個接地電容濾除基準電壓噪聲。添加數據手冊規定的輸入、輸出和旁路電容通常會導致噪聲水平沒有問題。

什么是靜態電流？

另一個重要特性是靜態或接地電流（當不存在負載時流經系統的電流），這會在輸入和輸出電流之間產生差異。串聯調整元件、拓撲和環境溫度是靜態電流的主要影響因素。靜態電流和輸入至輸出電壓限制了LDO的效率，應將其降至最低。

輸出電容如何影響LDO性能？

控制LDO的頻率補償環路以包括負載電容器可降低對電容器ESR（等效串聯電阻）的敏感性，從而允許穩定的LDO與任何類型的高質量電容器。此外，輸出電容的放置應盡可能靠近輸出。

哪些電路特性可以增強LDO性能？

• 一個使能輸入，允許對LDO導通和關斷進行外部控制，從而允許對多電源軌系統中的電源進行排序。
• 軟啟動功能，可限制浪涌電流，并在上電期間控制輸出電壓上升時間。
• 一種睡眠狀態，可最大限度地降低功耗，尤其是在基于電池的系統中。
• 一個旁路引腳，允許使用一個外部電容器來降低基準電壓噪聲。
• 一個錯誤輸出，指示輸出是否超出調節范圍。也稱為電壓良好或電源良好輸出。
• 熱關斷，如果 LDO 的溫度超過指定值，則將其關閉。
• 過流保護 （OCP），用于限制 LDO 的輸出電流和功耗。
• 哪些因素決定了特定應用的最佳LDO？
• 考慮因素包括施加的輸入電壓的類型和范圍、所需輸出電壓、最大負載電流、最小壓差、靜態電流、功耗和關斷電流。

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