LDO線性穩(wěn)壓電源和開關電源的工作原理介紹及其比較

　　電源設計用得最多是從一個穩(wěn)定的“高”電壓得到一個穩(wěn)定的“低”電壓，也就是DC－DC（直流－直流），其中用得最多的穩(wěn)壓芯片一種叫LDO（低壓差線性穩(wěn)壓器），一種叫PWM（脈寬調(diào)制開關電源，也稱開關電源）。

　　一）LDO線性穩(wěn)壓電源的原理

　　如圖是線性穩(wěn)壓電源內(nèi)部結構的示意圖。

　　從高電壓Vs得到低電壓Vo。Vo經(jīng)過兩個分壓電阻分壓得到V＋，V＋被送入放大器正端，負端Vref是電源內(nèi)部參考電平（參考電平是恒定的）。

　　放大器的輸出Va連接到MOSFET的柵極來控制MOSFET的阻抗。Va變大時，MOSFET的阻抗變大；Va變小時，MOSFET的阻抗變小。MOSFET上的壓降將是Vs－Vo。

　　假設Vo變小，那么V＋將變小，放大器的輸出Va也將變小，將導致MOSFET的阻抗變小，經(jīng)過同樣的電流，MOSFET的壓差將變小，于是將Vo上抬來抑制Vo的變小。

　　Vo變大，V＋變大，Va變大，MOSFET的阻抗變大，經(jīng)過同樣的電流，MOSFET的壓差變大，于是抑制Vo變大。

　　二）開關電源的工作原理

　　為了從高電壓Vs得到Vo，開關電源采用了用一定占空比的方波Vg1，Vg2推動上下MOS管，Vg1和Vg2是反相的，Vg1為高，Vg2為低；上MOS管打開時，下MOS管關閉；下MOS管打開時，上MOS管關閉。由此在L左端形成了一定占空比的方波電壓，電感L和電容C我們可以看作是低通濾波器，因此方波電壓經(jīng)過濾波后就得到了濾波后的穩(wěn)定電壓Vo。Vo經(jīng)過R1、R2分壓后送入第一個放大器（誤差放大器）的負端V＋，誤差放大器的輸出Va做為第二個放大器（PWM放大器）的正端，PWM放大器的輸出Vpwm是一個有一定占空比的方波，經(jīng)過門邏輯電路處理得到兩個反相的方波Vg1、Vg2來控制MOSFET的開關。

　　放大器的正端Vref是一恒定的電壓，而PWM放大器的負端Vt是一個三角波信號，一旦Va比三角波大時，Vpwm為高；Va比三角波小時，Vpwm為低，因此Va與三角波的關系，決定了方波信號Vpwm的占空比；Va高，占空比就低，Va低，占空比就高。經(jīng)過處理，Vg1與Vpwm同相，Vg2與Vpwm反相；最終L左端的方波電壓Vp與Vg1相同。