DCDC和LDO的基本原理与测试.doc

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1、一．LDO的基本原理1.低压差线性稳压器(LDO)的基本电路如图所示，该电路由串联调整管VT、取样电阻R1和R2、比较放大器A组成。1.U-=(Vout/(R1+R2))*R2它是取樣電壓2.UAout=(U+-U-)*A（注：A為比較放大器的倍數）3.U+=穩壓管的壓降，它是固定的即Uref2.工作原理說明：2.1.取样电压加在比较器A的反相输入端，与加在同相输入端的基准电压Uref相比较，两者的差值经放大器A放大后，控制串联调整管的压降，从而稳定输出电压。2.2.当输出电压Uout增大时，基准电压与取样电压的差值增大，經比較器A放大后，使Ub和ic減小，串联调整管Uce增大，使輸出电

2、压降低，從而維持Uo基本不變.這個過程可以看成是Uo上升，U-上升，Ub下降，ic下降，Uce上升，Uo下降.应当说明，实际的线性稳压器还应当具有许多其它的功能，比如负载短路保护、过压关断、过热关断、反接保护等，而且串联调整管也可以采用MOSFET。二．低压差线性稳压器的主要参数1．输出电压(OutputVoltage)输出电压测试线路输出电压是低压差线性稳压器最重要的参数，也是电子设备设计者选用稳压器时首先应考虑的参数。低压差线性稳压器有固定输出电压和可调输出电压两种类型。固定输出电压稳压器使用比较方便，而且由于输出电压是经过厂家精密调整的，所以稳压器精度很高。但是其设定的输出电压数值

3、均为常用电压值，不可能满足所有的应用要求，但是外接元件数值的变化将影响稳定精度。2．最大输出电流(MaximumOutputCurrent)用电设备的功率不同，要求稳压器输出的最大电流也不相同。通常，输出电流越大的稳压器成本越高。为了降低成本，在多只稳压器组成的供电系统中，应根据各部分所需的电流值选择适当的稳压器。通常，输出电流越大的稳压器成本越高。3．输入输出电压差(DropoutVoltage)输入输出电压差测试线路输入输出电压差是低压差线性稳压器最重要的参数。在保证输出电压稳定的条件下，该电压压差越低，线性稳压器的性能就越好。比如，5.0V的低压差线性稳压器，只要输入5.5V电压，

4、就能使输出电压稳定在5.0V。该电压压差越低，线性稳压器的性能就越好，線路如右图：1.實際作業時，我們將Dropout算如Vin中，看Vout是否正常2.如果要精確測試Dropout，需要掃描Vin值，判定Vout值的變化，當Vout由輸出小于判定范圍時，此時的Vin-Vout值就是Dropout4．接地电流(GroundPinCurrent)接地电路IGND是指串联调整管输出电流为零时，输入电源提供的稳压器工作电流。该电流有时也称为静态电流，但是采用PNP晶体管作串联调整管元件时，这种习惯叫法是不正确的。通常较理想的低压差稳压器的接地电流很小。減小靜態電流有助于提高LDO的效率5．负载

5、调整率(LoadRegulation)负载调整率可以通过图所示来定义，LDO的负载调整率越小，说明LDO抑制负载干扰的能力越强。式中△Vload—负载调整率max—LDO最大输出电流Vt—输出电流为Imax时，LDO的输出电压Vo—输出电流为0.1mA时，LDO的输出电压△V—负载电流分别为0.1mA和Imax时的输出电压之差6．线性调整率(LineRegulation)线性调整率可以通过图所示来定义，LDO的线性调整率越小，输入电压变化对输出电压影响越小，LDO的性能越好。式中△Vline—LDO线性调整率Vo—LDO名义输出电压Vmax—LDO最大输入电压△V—LDO输入Vo到Vma

6、x'输出电压最大值和最小值之差7．电源抑制比(PSSR)LDO的输入源往往许多干扰信号存在。PSRR反映了LDO对于这些干扰信号的抑制能力。三．LDO的典型应用低压差线性稳压器的典型应用如图3-1所示。图3-1(a)所示电路是一种最常见的AC/DC电源，交流电源电压经变压器后，变换成所需要的电压，该电压经整流后变为直流电压。在该电路中，低压差线性稳压器的作用是：在交流电源电压或负载变化时稳定输出电压，抑制纹波电压，消除电源产生的交流噪声。各种蓄电池的工作电压都在一定范围内变化。为了保证蓄电池组输出恒定电压，通常都应当在电池组输出端接入低压差线性稳压器，如图3-1(b)所示。低压差线性稳压

7、器的功率较低，因此可以延长蓄电池的使用寿命。同时，由于低压差线性稳压器的输出电压与输入电压接近，因此在蓄电池接近放电完毕时，仍可保证输出电压稳定。众所周知，开关性稳压电源的效率很高，但输出纹波电压较高，噪声较大，电压调整率等性能也较差，特别是对模拟电路供电时，将产生较大的影响。在开关性稳压器输出端接入低压差线性稳压器，如图2-3(c)所示，就可以实现有源滤波，而且也可大大提高输出电压的稳压精度，同时电源系统的效率也不会明显降低。在某