一文詳解LDO電路

在電壓轉(zhuǎn)換電路中，LDO和DC-DC電路是最常用的兩種方式，本篇主要介紹LDO相關(guān)內(nèi)容。

LDO是線性電源的一種，它可以實(shí)現(xiàn)電源電壓的轉(zhuǎn)換，不過(guò)主要用在降壓領(lǐng)域。它的全稱是Low Dropout Regulaor，就是低壓差線性穩(wěn)壓器，這個(gè)低壓差就表示它的輸入輸出電勢(shì)差不會(huì)太大，所以叫低壓差。

在理解上可以看作LDO=低壓差+線性+穩(wěn)壓器。

那LDO有哪些特點(diǎn)呢?

對(duì)于LDO電路，相對(duì)與DCDC電路，它具備成本低，噪音低，靜態(tài)電流小等優(yōu)點(diǎn)，并且在實(shí)際運(yùn)用中，它需要的外接元件也更少，通常僅僅需要一兩個(gè)旁路電容就可以了。

比如型號(hào)spx3819(某一常用LDO電路芯片)的電路圖如下圖所示，可以看到它的外圍電路器件非常簡(jiǎn)單。

在對(duì)LDO的理解中，可以對(duì)LDO的組成部分分開理解。

比如上圖，它是一個(gè)基本的低壓降穩(wěn)壓器，通過(guò)電阻R進(jìn)行分壓，下半部分為穩(wěn)壓電路，具有穩(wěn)壓管元件，它的穩(wěn)壓工作區(qū)間決定了輸出穩(wěn)壓的范圍，雖然是一個(gè)簡(jiǎn)單的電路，但是它可以實(shí)現(xiàn)小電流(百mA級(jí)別),小動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)的穩(wěn)壓作用。

如果在電路中加入一個(gè)三極管，就可以起到反饋調(diào)節(jié)的作用，如上圖，當(dāng)輸入電壓Vin增大時(shí)，輸出電壓Vout就會(huì)瞬間增大，三極管的射極電Ve也會(huì)增大，此時(shí)如果基極電壓Vb不變，發(fā)射結(jié)電壓就會(huì)減少，進(jìn)而輸出電流減少，Vout也相應(yīng)減小，可以看成是一個(gè)基本的低壓差穩(wěn)壓器。

如果加上線性，就是如下圖所示的電路(一個(gè)簡(jiǎn)單的LDO電路)。

相比于低壓差穩(wěn)壓器電路，它增加了運(yùn)算放大器，作用上加深的反饋效果同時(shí)提高輸出輸出電壓的穩(wěn)定性。

當(dāng)輸入電壓Vin增大或輸出負(fù)載電阻增大時(shí)，輸出電壓Vout也會(huì)瞬間增加，通過(guò)R1，R2采樣得到的電壓也會(huì)增加，因?yàn)槭欠聪蚨溯斎?，所以運(yùn)放A的輸出會(huì)相應(yīng)減少，則Vb-Ve就會(huì)減少，進(jìn)而Vout減小。其中R1，R2的分壓作用是LDO的原理核心，所以LDO只能用于降壓，不能用于升壓，并且電流不能過(guò)大。

通過(guò)對(duì)于上面LDO電路的舉例，就可以理解LDO內(nèi)部有四個(gè)部分組成：分別是基準(zhǔn)參考電壓，誤差放大器，分壓抽取電路和晶體管調(diào)整電路。

基準(zhǔn)參考電壓：就是正向輸入端的電壓，也是LDO的輸入電壓，也稱基準(zhǔn)電壓。

誤差放大器：將采集到的電壓輸入到比較器反向輸入端，與正向輸入端的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，再將比較結(jié)果放大，如果反向輸入端電壓增大，則會(huì)導(dǎo)致運(yùn)放的輸出端減小。

分壓抽取電路：就是電路圖中的R1，R2，通過(guò)它們對(duì)輸出電壓進(jìn)行采集

晶體管調(diào)整電路：運(yùn)放放大后的信號(hào)會(huì)輸送到晶體管的基極，從而放大后的信號(hào)可以控制晶體管的導(dǎo)通電壓，形成一個(gè)負(fù)反饋調(diào)節(jié)回路。