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  • DC-DC,LDO的結(jié)構(gòu),工作原理介紹
    • 發(fā)布時間:2023-03-11 15:24:16
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    DC-DC,LDO的結(jié)構(gòu),工作原理介紹
    DC-DC原理框圖
    DC-DC LDO
    DC-DC LDO
    線性電源、開關(guān)電源哪個更好?
    線性電源:優(yōu)點(diǎn):外圍器件少,PCB面積小,無開關(guān)噪聲,紋波小;缺點(diǎn):降壓輸出,效率低,功耗大。
    開關(guān)電源:優(yōu)點(diǎn):可升壓、降壓,效率高;缺點(diǎn):電路設(shè)計復(fù)雜,外圍器件多,輸出紋波大,費(fèi)用高。
    LDO
    LDO即low?dropout?regulator,低壓差線性穩(wěn)壓器,各種整流器的輸出電壓不僅受市電電壓變化的影響,還受負(fù)載變化的影響。為了保證供電電壓穩(wěn)定不變,幾乎所有的電子設(shè)備都采用穩(wěn)壓器供電。
    分類及原理
    根據(jù)采用晶體管類型的不同,LDO可分為雙極型和CMOS型。其中,雙極型又有PNP和NPN兩種,CMOS型又有P-MOSFET和N-MOSFET兩種。雙極型英文又可以簡稱為BJT。
    1.CMOS型LDO的原理電路圖如下。能支持非常低的壓降、低靜態(tài)電流、改善的噪聲性能和低電源抑制,但P-MOS的成本更高一些。
    2.雙極型LDO的原理電路圖如下。具有高輸入電壓的優(yōu)點(diǎn),且擁有更好的瞬態(tài)響應(yīng),但需要更高的壓降電壓。
    LDO內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖-N通道MOS穩(wěn)壓器:
    DC-DC LDO
    工作原理:
    1.電路開始啟動,恒流源給整個電路提供偏執(zhí),基準(zhǔn)源電壓快速建立
    2.輸出隨著輸入不斷上升,輸出達(dá)到規(guī)定值,輸出反饋電壓和基準(zhǔn)電壓經(jīng)過比較器產(chǎn)生負(fù)反饋信號,作用于MOS管,保證了輸出電壓的穩(wěn)定
    3.這個閉環(huán)回路將使輸出電壓保持不變,實(shí)現(xiàn)了低壓差的穩(wěn)壓,Vout = Vref * ( R1 + R2 ) / R2,Vref - 基準(zhǔn)電壓。
    實(shí)際LDO的結(jié)構(gòu)比圖中要復(fù)雜,包括啟動電路、恒流源偏置單元、使能電路、調(diào)整元件、基準(zhǔn)源、誤差放大器、反饋電阻網(wǎng)絡(luò),保護(hù)電路等。
    LDO和DC-DC的對比
    1、DC-DC包括boost(升壓)、buck(降壓)、Boost/buck(升/降壓)和反相結(jié)構(gòu),具有高效率、高輸出電流、低靜態(tài)電流等特點(diǎn),隨著集成度的提高,許多新型DC-DC轉(zhuǎn)換器的外圍電路僅需電感和濾波電容,優(yōu)點(diǎn)是效率高,輸入電壓范圍較寬,但是輸入輸出的壓差相對LDO要求較大,負(fù)載響應(yīng)比LDO差,輸出紋波比LDO大。
    2、LDO:低壓差線性穩(wěn)壓器的突出優(yōu)點(diǎn)是具有最低的成本,最低的噪聲和最低的靜態(tài)電流。它的外圍器件也很少,通常只有一兩個旁路電容。新型LDO可達(dá)到以下指標(biāo):30μV輸出噪聲、60dBPSRR、6μA靜態(tài)電流及100mV的壓差,LDO 一般應(yīng)用于壓差低的電源轉(zhuǎn)換,功耗低,紋波小,效率低(低壓差電源轉(zhuǎn)換時,效率大大提高)
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