定义:

LD0,全称为Low DropOut Voltage Regulator,中文名为低压差线性稳压器。它是一种电源管理器件,主要作用是将高电压输入转换为稳定的低电压输出。

优点:

稳定性好:LDO具有良好的稳定性和抗噪声干扰能力,能够在稳定输出电压的同时减少输出波动和噪声。

噪声小:由于LD0是一种线性调整方法,因此它不会产生开关噪声。

外围电路简单:LDO在使用时,除了输入、输出加滤波电容器外,不需要其他外围设备:这使得其电路相对简单,并且易于实现。

负载响应快:[0对负载变化的响应速度快,可以迅速调整输出电压以维持稳定。

缺点:

效率低:LD0的工作原理是通过将多余的输入电压通过耗散方式来实现稳压,因此其效率相对DCDC电源较低,功耗较大,会对系统的能量消耗和发热产生一定的影响。

输出电压范围受限:由于LD0采用的是耗散方式,其输出电压不能高于输入电压的一定范围这限制了其在需要较高输出电压的应用场景中的使用。

热管理要求高:因为LDO的效率低且功率损耗高,因此在处理较大功率时可能会产生大量的热量。这就需要设计良好的散热机制,否则可能会导致温度过高,影响稳定性和可靠性。

工作原理:

工作原理主要基于负反馈和电压调整,通过其内部电路结构,如参考电压源、误差放大器、功率品体管和反馈电路等,来稳定并输出预设的电压值。
·负反馈机制
·输出电压调整
·内部电路结构

负反馈机制是由电路内部一个基准电压源,一般是1.25V,这个基准电压与输出电压会进行比较,当输出电压由于某种原因(输入电压变化,负载电压变化),使得输出电压偏离了预定值,负反馈机制就会被激活,来调整到预定的输出电压值

在LDO中调整管通常是PMOS,由于PMOS管的阻抗会根据反馈信号进行变化,主要因为PMOS在导通的时候不同的Vgs,它的导通电阻Rds(on)阻抗是不一样的。当输出电压升高时,调整管的Rds(on)会增大,是压降增高,从而使得输出的电压降低。

LDO内部一般包括分压取样电路,基准电压源误差放大电路,以及调整管电路。分压取样电路用于检测输出电压并将其与基准电压进行比较,误差放大电路则是根据比较的结果产生控制信号来调整调整管的阻抗,从而调整整个电路的输入输出电压。

功能图:

布局要点:

在LDO电路中,主要回路就是电源的输入输出回路,对于器件的放置需要呈现一字型或者L型布局

对于输入端的电容,当存在多个输入电容时,容值小的电容靠近输入管脚

对于输出端的电容,当存在多个输出电容时,容值大的电容靠近输出管脚

布线要点:

对于输入输出的主干道走线必须要满足载流要求输入电容,输出电容,LDO的地连接在一起,保证回路路径尽可能的短。如数据手册中标明了支持200mA的峰值输出

在输入输出电容的GND管脚就近打孔,可以保证一些噪声干扰及时回落到地上

对于存在散热焊盘的LDO,可以选择开窗处理,增强散热效果。

走线时如果需要换层,所打的孔需要满足载流要求

我们不能够直接把12V的电压接到使能EN引脚上,EN的耐压值可以在规格书中看到,最大不能够超过7V

注意电容排放先大电容后小电容,为保证载流平稳,可使用铺铜来连接电容与LDO。尽量让线路在同一条直线上,并且能让GND能够在一个连续的平面内。