LDO线性稳压器定义、原理分析及相关参数说明-电路图讲解-电子技术方案

一、什么是IDO IDO是一种线性稳压器。线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或FET，从应用的输入电压中减去超额的电压，产生经过调节的输出电压。所谓压降电压，是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下100mV之内所需的输入电压与输出电压差额的最小值。   正输出电压的IDO(低压降)稳压器通常使用功率晶体管(也称为传递设备)作为 PNP。这种晶体管允许饱和，所以稳压器可以有一个非常低的压降电压，通常为200mV左右；与之相比，使用 NPN 复合电源晶体管的传统线性稳压器的压降为2V左右。负输出IDO使用NPN作为它的传递设备，其运行模式与正输出IDO的PNP设备类似。   更新的发展使用CMOS功率晶体管，它能够提供最低的压降电压。使用CMOS，通过稳压器的唯一电压压降是电源设备负载电流的ON电阻造成的。如果负载较小，这种方式产生的压降只有几十毫伏。

 IDO低压差线性稳压器的结构主要包括启动电路、恒流源偏置单元、使能电路、调整元件、基准源、误差放大器、反馈电阻网络和保护电路等。基本工作原理是这样的：系统加电，如果使能脚处于高电平时，电路开始启动，恒流源电路给整个电路提供偏置，基准源电压快速建立，输出随着输入不断上升，当输出即将达到规定值时，由反馈网络得到的输出反馈电压也接近于基准电压值，此时误差放大器将输出反馈电压和基准电压之间的误差小信号进行放大，再经调整管放大到输出，从而形成负反馈，保证了输出电压稳定在规定值上，同理如果输入电压变化或输出电流变化，这个闭环回路将使输出电压保持不变，即：Vout=(R1+R2)/R2 &mes;Vref   实际的低压差线性稳压器还具有如负载短路保护、过压关断、过热关断、反接保护等其它的功能。  

二、IDO原理分析 根据调整管的工作状态，我们常把稳压电源分成两类：线性稳压电源和开关稳压电源。此外，还有一种使用稳压管的小电源。这里说的线性稳压电源，是指调整管工作在线性状态下的直流稳压电源。而在开关电源中则不一样，开关管是工作在开、关两种状态下的。简单介绍下分类：   NPN稳压管：内部用一个PNP管控制达林顿调整管。IDO稳压管：调整管是一个PNP管。   Squasi-IDO：调整管是由一个PNP管控制一个NPN管IDO(low drop output)低压差线性稳压器   IDO的工作塬理是通过反馈调整MOSFET的Vsd压降以使输出电压不变。输出电压纹波小，电流也较小，用于RF模块或音频模块等对电压要求高的电路。特点是成本低噪音小。缺点是效率低，输出电流小，只能用在降压的场合。必须要注意，为了达到稳定的回路就必须使用负反馈。   下面这是IDO S-1167 Series的基本塬理图。

 该电路主要是由串联调整管、取样电阻、比较放大器组成。取样电压加在比较放大器的同相输入端，与加在反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。当输出电压Uout降低时，基准电压与取样电压的差值增加，比较放大器输出的驱动电流增加，串联调整管压降减小，从而使输出电压升高。相反，若输出电压Uout超过所需要的设定值，比较放大器输出的前驱动电流减小，从而使输出电压降低。供电过程中，输出电压校正连续进行，调整时间只受比较放大器和串联调整管回路反应速度的限制。环路内的负反馈总是强制比较放大器调节输入两端的电压使其相等。   稳压管的另一个重要的指标就是稳定性，在我们的设计线路中常常看到在其输出端会有大大小小的电容，其作用是什幺呢?下面具体分析稳压管的反馈及回路稳定性。 前面提到过叁中稳压管：   1、NPN稳压管  

 例如：LM340 LM317比较老的3端稳压管   2、IDO稳压管

 例如：S-1167 Series   3、准IDO稳压器

 叁种稳压器的最大区别在于压降和接地引脚电流。很明显NPN和准IDO的稳压管在调整管上稍微复杂点，所以压降也大些。达林管的增益很高，所以只需要很小的电流就可以驱动，准IDO也是这样，IGND很小。PNP管的放大系数一般是15-20，IDO的IGND电流能达到负载电流的7%。 NPN稳压管的最大好处就是无条件的稳定(大多数不需要加外接电容)，IDO则需要在输出端加上电容，以减少回路带宽及提供些正的相位补偿。   

 所有的稳压器都使用负反馈回路以保持输出电压的稳定。但反馈信号在通过回路后都有一定的增益和相位变化。如果反馈信号相位有180度变化，负反馈就会变成正反馈，造成输出不稳定。因此反馈信号经过整个回路的相位偏移，需要有至少20度的相位裕度，这样才能保证电路的稳定。(相位裕度定义为回路总的相位偏移与-180度的差)。                                           

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数字电路中，把电压的高低用逻辑电平来表示。逻辑电平包括高电平和低电平这两种。不同的元器件形成的数字电路，电压对应的逻辑电平也不同。在TTL门电路中，把大于3.5伏的电压规定为逻辑高电平，用数字1表示；把电压小于0.3伏的电压规定为逻辑低电平，用数字0表示。数字电平从低电平(数字“0”)变为高电平(数字“1”)的那一瞬间(时刻)叫作上升沿。   数字电路中，把电压的高低用逻辑电平来表示。逻辑电平包括高电平和低电平这两种。不同的元器件形成的数字电路，电压对应的逻辑电平也不同。在TTL门电路中，把大于3.5伏的电压规定为逻辑高电平，用数字1表示;把电压小于0.3伏的电压规定为逻辑低电平，用数字0表示。数字电路中，数字电平从高电平(数字“1”)变为低电平(数字“0”)的那一瞬间叫作下降沿。 

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