直流電會存在一個現(xiàn)象,那就是接上負載后電壓會下降,并且抖動得厲害。針對這個現(xiàn)象我們可以使用LDO(線性穩(wěn)壓器)來解決這個問題。LDO是一種線性穩(wěn)壓器,它的主要作用是將較高的輸入電壓轉換為穩(wěn)定的輸出電壓,同時為負載提供穩(wěn)定的電流。如下圖所示:
LDO(線性穩(wěn)壓器)概念
線性穩(wěn)壓器使用在其線性區(qū)域內(nèi)運行的,從應用的輸入電壓中減去超額的電壓,產(chǎn)生經(jīng)過調(diào)節(jié)的輸出電壓。其產(chǎn)品均采用小型封裝,具有出色的性能,并且提供熱過載保護、安全限流等增值特性,關斷模式還能大幅降低功耗。
LDO(線性穩(wěn)壓器)的工作原理
輸入電壓:首先,輸入電壓(Vin)為LDO提供電力。這個電壓通常比所需的輸出電壓(Vout)要高。
誤差放大器:誤差放大器是一個關鍵組件,它比較輸出電壓(Vout)與一個參考電壓(Vref)。如果Vout低于Vref,誤差放大器會輸出一個高的電壓;如果Vout高于Vref,誤差放大器會輸出一個低的電壓。
調(diào)整管:調(diào)整管(通常是PMOS或NMOS晶體管)根據(jù)誤差放大器的輸出進行調(diào)整。如果Vout低于Vref,誤差放大器會增加其輸出電壓,從而使調(diào)整管更加導通,提高Vout。相反,如果Vout高于Vref,誤差放大器會降低其輸出電壓,使調(diào)整管趨于截止,降低Vout。
反饋回路:通過誤差放大器和調(diào)整管形成的反饋回路,LDO可以持續(xù)地監(jiān)測和調(diào)整輸出電壓,確保其在各種負載和輸入電壓條件下都保持穩(wěn)定。
輸出電容:為了平滑輸出電壓中的任何瞬態(tài)變化,通常會在輸出端放置一個電容。
LDO(線性穩(wěn)壓器)的優(yōu)點
LDO通常是高度集成的,包括傳輸元件和反饋環(huán)路。一些LDO(例如JY1117)擁有熱保護(TSD),過流保護(OCP)的特性,并且有以下優(yōu)點。
晶揚電子JY1117-3.3
使用簡單
價格較便宜
電源抑制比,線性穩(wěn)壓器對輸入電壓的變化做出快速響應,產(chǎn)生輸入上幾乎沒有任何紋波的輸出電壓。
對負載電壓的變化做出快速響應。
無開關噪聲。其他電壓轉換電路(稱為 DC-DC 轉換器)具有高頻開關噪聲。線性穩(wěn)壓器不具備這個特性。
LDO(線性穩(wěn)壓器)的缺點
LDO(線性穩(wěn)壓器)的主要缺點是效率低下。這是由于傳輸元件兩端的電壓降造成的。這種低效率會導致線性穩(wěn)壓器過熱。注意您的應用的預期散熱,并確保使用足夠的散熱或銅填充來控制溫升。如果需要高功率、高效率或升壓轉換器,請使用 DC-DC 轉換器。
輸出電流:設計時預留50%的余量,實際運用過程中,輸出電流的大小和輸入輸出電壓都有關系。
輸出電壓:分為可調(diào)和固定,根據(jù)實際情況選擇在,一般最好選擇固定的。
輸出電壓精度:一般是2%,還有5%的。
耗散功率:使用時LDO的消耗的功耗不能超過這個值,否則LDO可能會損壞。
地電流:英文Ground Current,指的是輸入電流和輸出電流的差值。指的是LDO正常工作狀態(tài),在特定的負載下,LDO自身消耗的電流。
LDO(線性穩(wěn)壓器)設計注意事項
要選擇適當?shù)腖DO,首先要考慮輸入和輸出電壓范圍、它的電流負載能力和封裝散熱能力。了解一個LDO的最小電壓差(dropout voltage)是非常重要的,因為它決定了LDO在輸入、輸出電壓差很小時的輸出穩(wěn)定能力。
微功率應用中(例如一些長年使用電池的應用),LDO的靜態(tài)電流IQ需要很低,以避免不必要的電池消耗,此時就需要特殊的極低靜態(tài)電流的LDO。
晶揚電子JY1117-5.0
在那些需要非常干凈、低雜訊輸出的應用中,低輸出雜訊和優(yōu)良的PSRR參數(shù)就成為選擇LDO的關鍵指標。
LDO線性穩(wěn)壓器通常用于:轉換較高的輸入電壓(VIN)為較低的輸出電壓(VOUT);需要非常乾淨的電源,或是對雜訊比較敏感的實際應用;VIN/VOUT比值不是很高,例如要將3.3V輸入轉換成2.5V輸出;需要大電流輸出的應用(通??梢愿哌_1A);落在LDO上的功耗是有限的,例如少于0.8W
LDO(線性穩(wěn)壓器)型號推薦
JY1117-3.3、JY1117-5.0線性穩(wěn)壓器,這兩次款產(chǎn)品憑借其卓越的性能、穩(wěn)定的品質(zhì)和出色的性價比,在市場上備受好評,可以完全替代AMS1117-3.3等系列產(chǎn)品,是晶揚電子應用較為廣泛的一種小功率降壓穩(wěn)壓電源芯片,具有輸出電壓對輸入電壓或負載變化反應迅速,輸出電壓紋波和噪聲較低,外圍電路簡單,體積小,價格低等優(yōu)點。
總體來說,線性穩(wěn)壓器是一種簡單易用的器件,輸入電壓、輸出電壓、再加幾個電容就解決了。線性穩(wěn)壓器的優(yōu)點是簡單易用,輸出電壓紋波小。
審核編輯 黃宇
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