一个 LDO 电路通常由基准模块、启动模块、保护模块、误差放大器、调整管、反馈网络和输出电容组成。
(1) 基准模块
基准模块负责产生一个具有一定电流驱动能力的直流偏置电压,理想情况下要求该电压不随电源电压、温度、工艺偏差而变化。
(2) 启动模块
启动模块是为了确保芯片在上电时,各个模块(主要是基准模块)能够正常启动,因为有些电路有可能存在多个简并点,上电时需要专门的电路使其工作在需要的工作点上,通常在电路启动后**启动模块能够关闭,以便减小功耗。
(3) 保护模块
保护模块的目的是当 LDO 工作在极端条件下时,保护 LDO 不被损坏。比如出现节温过高、负载电流过大等极端条件时减小或者关闭输出电压,一般**保护模块消耗尽量小的功耗。
(4) 误差放大器
误差放大器是 LDO 的重要模块,它的主要作用是放大基准电压与采样反馈电压的差值,将这个差值放大后输出驱动调整管,误差放大器的设计参数与 LDO 的性能密切相关。误差放大器的增益与 LDO 的精度有关,增益越大,精度越高。带宽和摆率影响着 LDO 的线性瞬态响应和负载瞬态响应,内部的零极点分布将改变
LDO 整体环路的稳定性。
(5) 调整管
通常要求调整管能够在流过大电流的时候仍然能够实现低压差的特性。漏失电压
与调整管的导通电阻成正比:
(6) 反馈网络
反馈网络一般是由电阻构成。反馈网络、误差放大器和调整管构成反馈调节回路。基准电压输入到误差放大器的一个输入端,另一个输入端链接到采样反馈网络,误差放大器比较这两个输入端的电压值,将其差值放大后用于驱动调整管。如果反馈电压比基准电压小,则误差放大器驱动调整管输出更大的电流维持输出电压恒定,反之亦然。因此 LDO 的输出电压被基准电压和采样网络确定。
其中,R1、R2 为反馈网络的采样电阻,Vref 是基准电压。采样电阻可以集成在 LDO 芯片内部,那么其输出电压值将固定不变。如果采样电阻外置,那么用户可以根据内部基准电压来选择采样电阻,得到想要的输出电压。采样电阻的比例精度将影响 LDO 的输出电压精度,采用同类型的电阻可以降低温度带来的影响。
(7) 输出电容
在 LDO 线性稳压器中,常常使用三种电容作为 LDO 的输出稳压电容(有时为了减小输入电源电压的噪声,也会在输入端添加一个旁路电容):多层陶瓷电容、固态钽电解电容、铝电解电容。 |