LDO电路原理及设计要点
LDO工作原理及设计要点
一、LDO介绍和分类

二、LDO工作原理

三、LDO选取原则
所设计的电路要求分路电源具有下列特点时:
1) 低噪音、高纹波抑制;
2) 占用PCB板面积小(如手机、手持电子产品);
3) 电路电源不允许使用电感器(如手机);
4) 电源需要具有瞬时校准和输出状态自检功能;
5) 要求稳压器低压降、自身低功耗;
6) 线路要求低成本和简单方案;
此时,选用LDO是最确当、最实用、最方便、最经济的。
四、LDO主要参数
1、压差
2、静态电流


3、效率
4、待机电流
待机电流是指带有使能信号的LDO,当该信号关闭的时候LDO消耗的电流。参考电压和误差放大器同样也处于不供电的状态。可以进一步减小功耗。
5、瞬态响应

6、线性调整率和负载调整率
•输入电压变化的最坏情况发生在电路的上下电过程。
•负载调整率是指在输入电压不变的条件下,负载发生变化时对输出电压的影响,即输出变化量与负载电流变化量的比值:
•输出负载变化的最坏情况发生在负载电流从0增加到最大额定值,或者反过来变化。
7、电源噪声抑制比
由于输出电容的ESR或者补偿电阻(CSR)能引起控制环路不稳定,LDO制造商通常会提供ESR取值曲线图。
8、精度
五、LDO设计及布局布线
1、输入电容
其中:
Iripple:输入电容的纹波电流; Vp:纹波电压的峰-峰值
C:输入电容值;f:为纹波电压的频率,一般取100KHz
2、输出电容
铝电解,优点:可自愈,低价;不足:体积大,老化率高。
钽电容,优点:体积小,等效并联电阻高;不足:自燃,有极性。
薄膜电容:宜作补偿电容用。优点:温度稳定性好,不足:较贵,体积大。
NPO陶瓷电容,优点:综合性能好;不足:容值较小,价格贵。
3、布局、布线

六、LDO应用要点

七、 LDO 电路故障排除
症状 |
检查点 |
调整器振荡 |
1.布局不合理 2.输出电容及ESR选择不当 3.输入端没有旁路电容 |
在轻负载情况下,调整器不能调整 |
1.在PNP型的发射极-基极电阻过大 2. 缺少(一般为1mA)的最小负载电流 3. 电路结构不合理 |
在重负载情况下,调整器不能调整 |
1.输入-输出电压差Vin-Vo过小 3.电流限制太低 4.反馈电压检测点和负载之间的电阻开路 5.散热器不合适 |
在高环境温度下,调整器发热,然后失效 |
1.散热器不合适 2.瞬态输入电压Vin(max)或调整管Vceo过大 |
调整元件短路失效 |
1.调整元件的SOA、Ic(max)额定值不合适 2.散热器选择不当 3.输出对地(可能通过散热器)短路 |
调整器短路失效 |
1.超过了调整器电流或安全工作区的承受能力 2.散热器选择不当 |
调整器在电源上电时失效 |
1.瞬态输入电压 Vin(max)过大 2.当负载(电容)被充电时,超过了调整器电流或者安全 工作区的承受能力 |
调整器在电源下电时失效 |
1.调整器有反向偏置电压 |
短路后或者上电期间,输出电压不能升高 |
1.输出极性颠倒 2.在一些情况下负载出现闩锁(常发生在运算放大器、 电流源等电路中) |
输出较大的60Hz或者120Hz纹波 |
1.输入滤波电容接地环路布局不合理 2.滤波电容选择不当 |
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