线性调节器理论和补偿理论(中文)线性调节器理论(2)

电脑杂谈  发布时间:2020-07-10 16:15:55  来源:网络整理

但是,由于NPN的基极由高阻抗PNP电流源驱动,因此准LDO的输出阻抗不会像使用NPN Darlington的NPN稳压器的输出阻抗那样低. 当然,它比真正的LDO低. 输出阻抗应低. 换句话说,准LDO的电源极的频率低于NPN稳压器的极的频率. 因此,准LDO还需要一些补偿才能达到稳定性. 当然,该电源极的频率远高于LDO的频率. 因此,准LDO仅需要一个小电容,并且对ESR的要求不是很严格. 例如,准LDOLM可以输出高达A的负载电流,但只需要uF输出钽电容器即可保持稳定性. 准LDO制造商不一定提供ESR范围的图表,因此准LDO对电容器的ESR的要求非常宽松. 低ESR LDO国家半(NS)两个LCOLP和LP要求输出电容要与陶瓷电容器一样安装超低ESR. 该电容器的ESR可以低至〜mΩ. 但是,如此小的ESR可能会导致典型的LDO稳压器振荡(图). 为什么LP在如此低的ESR电容下仍能稳定工作?美国国家半导体在IC内部放置了一个钽输出电容器,以补偿零点. 这样做是为了降低稳定ESR的上限. LP的ESR稳定性范围为Ω至MΩ,因此可以使用陶瓷电容器. 不加零点的典型LDO的稳定ESR范围通常为mΩΩ. 它仅适用于钽电容器,不适用于陶瓷电容器. 要了解ESR范围下限的原因,请参考下图.

如上所述,该LDO的零点已集成在IC内. 因此,由外部电容器产生的零点必须处于足够高的频率线性稳压器原理,以使得带宽不能变宽. 否则,高频极将产生较大的相移并引起振荡. 使用场效应晶体管(FET)作为直通LDO的优势LDO稳压器可以使用PFET(P沟道场效应晶体管)作为直通(图: P沟道场效应晶体管LDO的内部结构框图). 为了说明使用PlFETLDO的好处,需要基本电流来驱动PNPLDO中的PNP功率管(图). 基极电流从接地引脚(groundpin)流出,并反馈至反相输入电压端子. 因此,这些基本驱动电流不用于驱动负载. 它在LDO稳压器中消耗的功耗通过以下公式计算: PWR(BaseDrive)= Vin×Ibase()驱动PNP管所需的基本电流等于负载电流除以β值( PNP管). 在某些PNPLDO稳压器中,β值通常为〜(与负载电流有关). 该基本驱动电流产生的功耗不是我们预期的(特别是在电池供电的低功率应用中). P沟道场效应晶体管(PFET)的极小的栅极驱动电流解决了这个问题. PFETLDO稳压器的另一个优点是,可以通过调节场效应晶体管(FET)的导通电阻来降低稳压器的压降. 对于集成稳压器,每单位面积制造的场效应功率晶体管(FETpowertransistors)的导通电阻低于双极ONPDevices的导通电阻.

这可以在较小的封装中输出更多电流. 稳压器用于提供稳定的电源电压,该电压不会随负载阻抗,输入电压,温度和时间而变化. 低压差稳压器以其在电源电压(输入)和负载电压(输出)之间保持小的电压差的能力而著称. 例如,如果锂电池电压从V(完全充电)下降到V(几乎完全放电),并且LDO可以在负载处保持V的恒定电压. “线性”串联稳压器通常包括一个基准电压源,一个比例输出电压和基准电压比较链路,一个反馈放大器以及一个由用于控制稳压器的放大器组成的串联稳压管(双极晶体管或FET管). 所需的输出电压值. 例如,如果负载电流下降将导致输出电压显着上升,则误差电压将增加,并且放大器输出立管上的电压将增加,因此输出电压将返回其原始值. 通用LDO根据不同的开关分为标准稳压器,准LDO和LDO. 标准稳压器通常使用NPN稳压器. 输出电压降通常约为V. 准LDO稳压器通常使用达林顿复合管结构,以实现由NPN晶体管和PNP晶体管组成的调节管. 该复合管的压降VSAT(PNP)+ VBE(NPN)通常约为V,高于LDO但低于标准调节器. LDO调节器通常根据压降要求做出最佳选择. 电压降通常在V至mV的范围内. 但是,LDO的缺点是接地引脚的电流通常大于准LDO或标准稳压器.

为特定应用选择合适的稳压器需要考虑输入电压的类型和范围(例如DCDC转换器的输出电压或稳压器前面的开关电源). 其他重要的考虑因素包括: 所需的输出电压,最大负载电流,最小压差电压,静态电流和功耗. 调节器的其他功能通常可能有用,例如备用引脚或指示调节器发生故障的错误标志. 为了选择合适的LDO类型,需要考虑输入电压源. 在电池供电的应用中线性稳压器原理,当电池放电时,LDO必须保持所需的系统电压. 如果直流输入电压由整流的交流电源提供,则压降并不重要,因此标准稳压器可能是更好的选择,因为它更便宜并且可以提供更大的负载电流. 但是,如果需要较低的功耗或更精确的输出电压,则LDO是合适的选择. 当然,在最恶劣的工作环境下,稳压器应能够为负载提供足够的电流,以达到规定的精度. 为特定应用选择合适的调节器需要考虑输入电压的类型和范围(例如,DCDC转换器的输出电压或调节器前面的开关电源). 其他重要的考虑因素包括: 所需的输出电压,最大负载电流,最小压差电压,静态电流和功耗. 稳压器的其他功能通常可能有用,例如备用引脚或指示稳压器故障的错误标志. 为了选择合适的LDO类型,需要考虑输入电压源. 在电池供电的应用中,当电池放电时,LDO必须保持所需的系统电压. 如果直流输入电压由整流的交流电源提供,则压降并不重要,因此标准稳压器可能是更好的选择,因为它更便宜并且可以提供更大的负载电流. 但是,如果需要较低的功耗或更精确的输出电压,则LDO是合适的选择. 当然,在最恶劣的工作环境下,稳压器应能够为负载提供足够的电流,以达到规定的精度.


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