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1、Mobile Application Group (MAG), Hangzhou RD CenterMobile Application Group (MAG), Hangzhou RD Center徐波电电源产产品原理和指标标（一) - LDOMobile Application Group (MAG), Hangzhou RD CenterMobile Application Group (MAG), Hangzhou RD Center电电源分类类 线性电源传统线 性电源低压差线性电源（LDO) 开关类电 源Charge pump (inductor less DC-DC)DC-DC (
2、inductor) 线性电源传统线 性电源低压差线性电源（LDO) 开关类电 源Charge pump (inductor less DC-DC)DC-DC (inductor)Mobile Application Group (MAG), Hangzhou RD CenterMobile Application Group (MAG), Hangzhou RD CenterCharge pump（电电荷泵泵） 原理倍压电荷泵示意图 (Vout = 2 x Vin)Mobile Application Group (MAG), Hangzhou RD CenterMobile Applicat
3、ion Group (MAG), Hangzhou RD Center工作过过程1: 对电对电 容CFLY充电电工作过过程2: 倍压输压输 出倍压电压电 荷泵泵过过程1等效电电路:过过程2等效电电路:Mobile Application Group (MAG), Hangzhou RD CenterMobile Application Group (MAG), Hangzhou RD Center可调电压电调电压电 荷泵泵工作原理: 通过反馈控制通过反馈控制 电容电容C Cflyfly的充放的充放 电时间，实现电时间，实现 调节输出电压调节输出电压 的目的的目的Mobile Applicati
4、on Group (MAG), Hangzhou RD CenterMobile Application Group (MAG), Hangzhou RD CenterDC-DC (inductor) 原理框图电子 开关整流滤 波电路比较 电路占空比控 制电路VOVOVREFR 1R 2VINMobile Application Group (MAG), Hangzhou RD CenterMobile Application Group (MAG), Hangzhou RD CenterStep Down “Buck” ConverterStep UP “Boost” ConverterSt
5、ep Up / Step Down “Buck - Boost” ConverterDC-DCMobile Application Group (MAG), Hangzhou RD CenterMobile Application Group (MAG), Hangzhou RD Center线线性电电源、开关电电源 优点外围器件少，PCB面积小， 花费少无开关噪声，纹波小 缺点降压输出效率低，功耗大n优点可升压、可降压效率高，功耗小n缺点设计更复杂，外围器件多花费也较高输出纹波大线性电源开关电源Mobile Application Group (MAG), Hangzhou RD Cente
6、rMobile Application Group (MAG), Hangzhou RD Center 调整元件 基准电压源 误差放大器 反馈网络（取样电路）调整元件误差放大基准电压+-Ui取样负载UL线线性稳压稳压 器原理框图图Mobile Application Group (MAG), Hangzhou RD CenterMobile Application Group (MAG), Hangzhou RD Center 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，输出达到规定值 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
7、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 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 VOUT=（R1+R2）/R2 * Vref 工作原理Mobile Application Group (MAG), Hangzhou RD CenterMobile Application Group (MAG), Hangzhou RD Center调调整管工作原理100200300400VDS/VID/mA0.40.81.21.62.000VGS=2.3V2.4V2.5V2.6V2.7V2.8V2.9V3.0VP1P2P3P4P51.LDO正常工作在点P1 2. 负载
8、电阻降低，输出电流增大， 输出电压Vo降低，VGS增大，VDS增 大，工作点移动到P23. 反馈电压降低，放大器输出(VG)增大 4. 共源放大，0AV1。VS(VO)增大，VGS 增大，VDS减小，ID增大。工作点移到P35. VF与VREF之差趋于0，个系统恢复了平 衡。Mobile Application Group (MAG), Hangzhou RD CenterMobile Application Group (MAG), Hangzhou RD CenterVREFVOUTVINQ1Q2Q30.7V0.7V0.3V 2VNPN Linear Regulator200mVVINVR
9、EFVOUTQ1Q2PNP- LDO100mVVREFVOUTVINQ1CMOS-LDO调整管VREFVOUTVINQ1Q30.7V0.3V“Quasi-LDO” Regulator1VMobile Application Group (MAG), Hangzhou RD CenterMobile Application Group (MAG), Hangzhou RD Center5种结结构比较较 三极管电流驱动、MOS管电压驱动 三极管静态损耗大，MOS管静态损耗很小 双极性管子由于其电流增益比较大，可以为负载提供相当 大的电流，MOS管提供的电流相对较小Mobile Applicatio
10、n Group (MAG), Hangzhou RD CenterMobile Application Group (MAG), Hangzhou RD CenterLDO主要参数Operating Input Voltage Range输输入电压电压 范围围Output Voltage输输出电压电压 范围围Output Current输输出电电流lq静态电态电 流Standby Current关断电电流VOUT Accuracy输输出电压电压 精度Line Regulation线线路调调整率Load Regulation动态负载调动态负载调 整率Dropout Voltage压压差Outpu
11、t Noise Voltage输输出噪声PSRR电电源纹纹波抑制比Mobile Application Group (MAG), Hangzhou RD CenterMobile Application Group (MAG), Hangzhou RD Center压压差 压差是LDO线性稳压器最重要的参数，它是指系统能够调 节地，使输出稳定在期望输出的最小输入电压和输出电压 值差，也就是说这个输入电压将是系统能够调整地最小输 入电压，比这更小的电压，输入与输出将成线性关系下降 ，这一临界输入电压值去期望输出值所得的结果，就是 线性稳压器的压差电压。 德州仪器（TI）电压差定义为 输出电压较
12、其标称值跌落2 的输入、输出电压的差值.其它 的如，美信（Maxim），圣邦 微电子(SGMC)电压差定义为 输出电压较 其标称值小于 100mV时的输入、输出电压的 差值Mobile Application Group (MAG), Hangzhou RD CenterMobile Application Group (MAG), Hangzhou RD Center待机电电流 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。Mobile Application Group (MAG), Hangzho
13、u RD CenterMobile Application Group (MAG), Hangzhou RD Center静态电态电 流 静态电流定义为无负载、非开启但却有效的状态下由 IC 吸取的电流。它反映了LDO内部电路的功率消耗。 所以在LDO的datasheet中一般给出静态电流和输入电压的 关系曲线； 地电流的确指的是输入电流和输出电流之差，他应该指的 是LDO在工作时自身本身消耗的电流。 所以在datasheet中给出的是地电流和输出电流之间的关系 曲线；Mobile Application Group (MAG), Hangzhou RD CenterMobile Applic
14、ation Group (MAG), Hangzhou RD Center恒定偏置LDO稳压器 传统上的超低IQ CMOS LDO使用恒定偏置(constant biasing)原理。这表示在能够提供的输出电流范围内，接 地电流消耗保持相对恒定。这些器件非常适合性能要求相 对不那么严格的电池供电应用。 它们的主要劣势是动态性能较差，如负载及线路瞬态、 PSRR或输出噪声等。通常可以使用较大的输出电容来调 节动态性能。Mobile Application Group (MAG), Hangzhou RD CenterMobile Application Group (MAG), Hangzhou
15、 RD Center 正比例偏置LDO稳压器 为了改善恒定偏置(恒定IGND) LDO较弱的动态性能，一 些相对较新器件的接地电流与输出电流成正比例地变化。 这样的LDO有如安森美半导体的NCP4681及NCP4624， 两者的典型静态电流分别为1 A和2 A。Mobile Application Group (MAG), Hangzhou RD CenterMobile Application Group (MAG), Hangzhou RD Center 自适应偏置 为了同时提供极佳的动态参数及超低IQ，某些LDO应用了 称作“自适应接地电流”的技术。这些稳压器使用特殊技 巧来在某种输出电
16、流电平提升接地电流，而不会损及轻载 能效。 额外的配置管脚：引脚设为逻辑低电平时，用户可以将 LDO稳压器配置为自适应接地电流超低IQ LDO。将AE引 脚拉至高电平时，低输出电流时的接地电流消耗上升至约 40 A，实质提升从极轻载到高负载条件下的负载瞬态响 应。在负载电流较大时，两种工作模式下IGND大致相等 ，动态性能基本没有差别。Mobile Application Group (MAG), Hangzhou RD CenterMobile Application Group (MAG), Hangzhou RD Center 线性调整率定义了输入变化对输出的影响，即在负载 一定的情况下，输出电压变 化量和输入电压变 化量之 比要减小线性调整率 SL，可以提高误差 运放的放大倍数和增 大调整管的跨导。线线性调调整率Mobile Application Group (MAG
