This thread has been locked.

If you have a related question, please click the "Ask a related question" button in the top right corner. The newly created question will be automatically linked to this question.

TI电源培训电子书系列 III -【线性稳压器基础知识】

Other Parts Discussed in Thread: LM1085, TL431

线性稳压器的工作原理是采用一个压控电流源以强制在稳压器输出端上产生一个固定电压,控制电路连续监视(检测)输出电压,并调节电流源(根据负载的需求)以把输出电压保持在期望的数值。


电流源的设计极限限定了稳压器在仍然保持电压调节作用的情况下所能供应的最大负载电流。输出电压采用一个反馈环路进行控制,其需要某种类型的补偿以确保环路稳定性。大多数线性稳压器都具有内置补偿功能电路,无需外部组件就能保持完全稳定。


《线性稳压器基础知识》电子书共分为二章,第一章线性稳压器基础知识,讲述了最基础的线性稳压器知识理论,第二章线性稳压器的分类,讲述了NPN型的LDO、PNP型的LDO、NMOS型的LDO、PMOS型的LDO这四种不同线性稳压器的特性、架构图、功率损失的简单模型、传输元件,以及驱动电流与低/高负载电流的关系。

线性稳压器基础知识.pdf
  • NPN 稳压器
    在NPN稳压器的内部使用一个PNP管来驱动NPN达林顿,因此器件的输入输出之间会有1.5V到2.5V的压差。这个压差(dropout voltage)为:
    Vdrop = 2VBE +VSAT(NPN 稳压器)

  • 性能比较
    NPN,LDO和准LDO在参数上的最大不同就是:跌落电压(dropout voltage)和地脚电流(ground pin current)。为了便于分析,我们定义地脚电流为Ignd ,如图4表示。并忽略了IC漏到地上的偏执电流。可以很清楚的知道,Ignd等于负载电流IL除以导通管的增益。
    在NPN稳压器中由于达林顿管的增益很高,所以它只需很小的电流来驱动负载电流。因此它的地脚电流也很低(一般只有几个mA)。

  • 准LDO也有较好的性能,就像国半的LM1085可以输出3A的电路却只有10mA的地电流。LDO的地脚电流一般会较高。在满载时,PNP管的β值一般也就15-20。也就是说LDO的地脚电流一般为负载电流的7%。
    NPN稳压器的最大好处就是无条件的稳定(不需外部电容)。LDO在输出端最少需要一个外部电容以减少回路带宽(loop bandwidth)及提供一些正相位转移(positive phase shift)。准LDO一般也需要一些输出容性,但是要小于LDO并且电容的特性局限也要少些

  • 稳压器工作原理
    所有这些类型的稳压器将输出电源固定都利用了相同的技术(图4)。

    输出电压通过反馈到误差放大器输入端的分压电阻采样。误差放大器的正端连接到一个参考电压。这个参考电压是由内部的带隙参考源产生的。误差放大器总是试图迫使其两端输入相等。为此,它提供负载电流以保证输出电压稳定:
    Vout = Vref(1+R1/R2)

  • 2.1.5 NPN“准LDO”驱动电流与低/高负载电流的关系
    由下图是描述的是NPN“准LDO”在一个 5mA和500mA的负载电流下需求的驱动电流。从下图可以看到,在不同的条件下,我们需要的芯片本身的静态电流产生怎样的变化再能对这样负载的变化才能有一个比较好的调整。可见在NPN型的LDO中,芯片的静态电流是会随负载电流的增加而增加的,而且是成比例的增加的。当然在NPN型的三极管当中这种电流的总体的绝对值也是比较小的,就像这里例子里面的就算它的负载电流达到500mA,它的静态电流也是小于1mA的。

  • 一个PNP型的LDO它的压控恒流源是由一个功率型的PNP管(Q1)来构成的,同时在它的基极也会连接一个对地的NPN型的晶体管(Q2),这就是一个典型的PNP型LDO的架构。在上图右边它一样是由两电阻来检测电压,然后把它放进误差放大器里面和一个基准作比较,放大之后对Q2进行控制。Q2集电极上的电流会控制Q1上基极的电流。由于功率晶体管(Q1)是PNP型的晶体管,它的输出那它的集电极,因此由于它的这种结构它的输出阻抗是比较大的。在这种输出阻抗比较大的情况下,我们必须给输出增加输出电容器,也要控制这个电容器的ESR控制在一定范围之内,才能保证这种LDO的工作稳定。

  • 2.2.3 驱动电流与低/高负载电流的关系
    下图是描述的是PNP型LDO在一个 5mA和500mA的负载电流下需求的静态电流。由于PNP型的静态电流,也就是它的功率晶体管(Q1)基极对地流出的电流,直接决定了它的集电极能够给负载提供的电流,而这个输出电流也决定于基极和发射极电流之间的β比。因此我们也可以看到NPN型LDO的静态电流是远远大于NPN型的LDO的。由下图我们可以看到当在5mA 负载电流情况下它的静态电流已经远远大于1mA了。由下图我们也可以看到可PNP型的LDO中和在NPN型的LDO中一样,芯片的静态电流也是会随负载电流的增加而增加的,而且是成比例的增加。

  • PMOS型的LDO
    在前面讲NMOS LDO的时候,我们注意到NMOS由于它的源极和门级之间的导通门限,使简单构成的NMOS LDO它输入和输出之间的压差不可能很小,必须大于这个导通门限,如果我们引入一个单个的偏置电压对某些应用又是一个负担。因此我们可以引用另外一种方式,也就是PMOS构成的LDO老克服这些麻烦。

  • 线性稳压电源是比较早使用的一类直流稳压电源。线性稳压直流电源的特点是:输出电压比输入电压低;反应速度快,输出纹波较小;工作产生的噪声低;效率较低(现在经常看的LDO就是为了解决效率问题而出现的);发热量大(尤其是大功率电源),间接地给系统增加热噪声。智能型直流稳压电源采用微电脑控制技术及完善的保护电路和专用的高性能基准稳压源元件,因而使该系列稳压电源具有了稳压精度高,纹波干扰小,稳定可靠,使用方便,输出电压可在规定的范围内任意设定等特点。

  • 电源入门课程之线性稳压器基础知识1

    线性稳压器的突出优点是具有最低的成本,最低的噪声和最低的静态电流。它的外围器件也很少,通常只有一两个旁路电容。新型线性稳压器可达到以下指标:30μV 输出噪声、60dB PSRR、6μA 静态电流及100mV的压差。

  • 电源入门课程之线性稳压器基础知识2

    线性稳压器能够实现这些特性的主要原因在于内部调整管采用了P沟道场效应管,而不是通常线性稳压器中的PNP晶体管。P沟道的场效应管不需要基极电流驱动,所以大大降低了器件本身的电流;另一方面,在采用PNP管的结构中,为了防止PNP晶体管进入饱和状态降低输出能力,必须保证较大的输入输出压差;而P沟道场效应管的压差大致等于输出电流与其导通电阻的乘积,极小的导通电阻使其压差非常低。

  • 电源入门课程之线性稳压器基础知识3

    当系统中输入电压和输出电压接近时,线性稳压器是最好的选择,可达到很高的效率。所以在将锂离子电池电压转换为3V 电压的应用中大多选用线性稳压器,尽管电池最后放电能量的百分之十没有使用,但是线性稳压器仍然能够在低噪声结构中提供较长的电池寿命。

  • 低压差线性稳压器(LDO)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LDO(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LDO使用 NPN 作为它的传递设备,其运行模式与正输出 LDO 的 PNP设备类似。

  • 低压差线性稳压器(LDO)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。

  • PNP旁路晶体管是一种低压差稳压器,其中的旁路元件就是PNP晶体管。它的输入输出压差一般在0.3到0.7V之间。因为压差低,因此这种PNP旁路晶体管稳压器非常适合电池供电的嵌入式设备使用。不过它的大接地电流会缩短电池的寿命。另外,PNP晶体管增益较低,会形成数毫安的不稳定接地电流。由于采用公共发射极结构,因此它的输出阻抗比较高,这意味着需要外接特定范围容量和等效串联电阻(ESR)的电容才能够稳定工作。
        P沟道FET稳压器具有较低的压差和接地电流,目前被广泛用于许多电池供电的设备。该类型稳压器将P沟道FET用作它的旁路元件。这种稳压器的电压差可以很低,因为很容易通过调整FET尺寸将漏-源阻抗调整到较低值。另一个有用的特性是低的接地电流,因为P沟道FET的“栅极电流”很低。然而,由于P沟道FET具有相对大的栅极电容,因此它需要外接具有特定范围容量与ESR的电容才能稳定工作。


    梁小生 13530311913

  •  N沟道FET稳压器非常适合那些要求低压差、低接地电流和高负载电流的设备使用。用于旁路管采用的是N沟道FET,因此这种稳压器的压差和接地电流都很低。虽然它也需要外接电容才能稳定工作,但电容值不用很大,ESR也不重要。N沟道FET稳压器需要充电泵来建立栅极偏置电压,因此电路相对复杂一些。幸运的是,相同负载电流下N沟道FET尺寸最多时可比P沟道FET小50%。

    不同结构的线性稳压器都有各自的优缺点,设计师得根据压差、接地电流和稳定性补偿方法等要求,确定某种类型稳压器是否适合设备使用。
        电压差和接地电流值主要由线性稳压器的旁路元件(pass element)确定,电压差和接地电流值定了后就可确定稳压器适用的设备类型。目前使用的五大主流线性稳压器每个都具有不同的旁路元件(pass element)和独特性能,分别适合不同的设备使用。

    梁小生13530311913

  •  标准NPN稳压器的优点是具有约等于PNP晶体管基极电流的稳定接地电流,即使没有输出电容也相当稳定。这种稳压器比较适合电压差较高的设备使用,但较高的压差使得这种稳压器不适合许多嵌入式设备使用。
        NPN旁路晶体管稳压器对嵌入式应用而言,是一种不错的选择,因为它的压差小,而且非常容易使用。不过这种稳压器仍不适合具有很低压差要求的电池供电设备使用,因为它的压差不够低。它的高增益NPN旁路管可使接地电流稳定在几个毫安,而且它的公共发射极结构具有很低的输出阻抗。
        PNP旁路晶体管是一种低压差稳压器,其中的旁路元件就是PNP晶体管。它的输入输出压差一般在0.3到0.7V之间。因为压差低,因此这种PNP旁路晶体管稳压器非常适合电池供电的嵌入式设备使用。不过它的大接地电流会缩短电池的寿命。另外,PNP晶体管增益较低,会形成数毫安的不稳定接地电流。由于采用公共发射极结构,因此它的输出阻抗比较高,这意味着需要外接特定范围容量和等效串联电阻(ESR)的电容才能够稳定工作。

  • 今天上午在实验室下载下来看的,当时以为,呵,基础知识吗,就那么几点,还只有20页,一下午就能搞定,然后下午看到第5、6页是,心里就烦了,我擦,怎么好多东西我不会啊,其实有时候想问问自己会多少东西,真正明白的有多少,就像RCC一样,一个快淘汰的设计,又有多少人真正的明白他的原理?LDO用起来,确实简单,可是用的是IC,里面的结构和使用时的要求,理解又有很大的学问。书上都是基本的东西,看似都会,可是深入下又都不会。也许是我自己的只是不够扎实吧,没办法,自学电,只能这样,重头再看吧!

  • NPN “准 LDO ”具有下列特性: 要求输入电压至少比输出电压高  0.9V 至  1.5V;  接地引脚电流大于  NPN-达林顿管,但小于  PNP-LDO 稳压器; 需要一个输出电容器,但一般不像  PNP-LDO 那样具有特殊的  ESR 要求。

    PNP LDO 具有下列特性: 要求输入电压至少比输出电压高100mV 至  700mV; 具有高于  NPN 型  LDO 的接地引脚电流; 需要谨慎地选择输出电容器数值和  ESR 额定值。

  • 线性稳压器的工作原理是:采用一个压控电流源以强制在稳压器输出端上产生一个固定电压。控制电路连续监视(检测)输出电压,并调节电流源(根据负载的需求)以把输出电压保持在期望的数值。线性稳压器的拓扑有以下4类:NPN型的LDO;PNP型的LDO;NMOS型的LDO ;PMOS型的LDO 。

  • 关于NPN型的LDO,文中提到要求输入电压至少比输出电压高 0.9V 至 1.5V,那么上线限是多少呢?这点讲的有点模糊,但是总体来说NPN型的LDO感觉比PNP型的LDO用着顺手,而且NPN型的LDO需要的输出电容器不像 PNP-LDO 那样具有特殊的 ESR 要求,这在器件的选择上比较简单且价格较低,是一个非常明显的优势!

  • 低ESR会使LDO不稳定的分析讲述的较好,波特图一目了然,但是只有细细品味才能真正理解其中的原因,造成不稳定的因素有:低ESR将零点移至一个较高的频率;零点出现的频率比 0dB频率高1个十倍频程以上;由于零点在0dB下未添加任何正相移,因此两个低频极点将导致相移达到-180°,这种情况下极易造成不稳定。

  • 学习线性稳压器的基础知识:

    1、线性稳压器的工作原理是:采用一个压控电流源以强制在稳压器输出端上产生一个固定
    电压。控制电路连续监视(检测)输出电压,并调节电流源(根据负载的需求)以把输
    出电压保持在期望的数值。
    2、 电流源的设计极限限定了稳压器在仍然保持电压调节作用的情况下所能供应的最大负
    载电流。
    3、 输出电压采用一个反馈环路进行控制,其需要某种类型的补偿以确保环路稳定性。大多
    数线性稳压器都具有内置补偿功能电路,无需外部组件就能保持完全稳定。
    4、某些稳压器(比如低压降型)则确实需要在输出引脚和地之间连接一些外部电容以确保
    稳压器的稳定性。

    以前只是在实际电路中运用这些只是,今天学到了系统的理论只是,获益匪浅。

  • 刚刚学习了给 LDO 环路增添一个零点
    最早期的LDO 是使用NPN 型达林顿构成,这种LDO 理论上是不需要输出电容的,而实际上为了保证更低的输出噪声以及更快的动态响应,往往需要加上输出电容。所有的电容器都具有一个等效串联电阻 (ESR)。ESR 给 LDO 环路添加了一个零点,其频率为: FZERO=1/(2πx COUT x ESR) 。该零点增加了正相移,可对 LDO 环路中的两个低频极点之一进行补偿。

  • 致使 LDO 环路不稳定的原因是什么,又如何设计一个振荡器?
    1、导致 LDO 产生振荡最常见的原因是什么?就是输出电容器!
    ESR 过高
    * 电质量欠佳的钽电容器会具有高ESR
    * 铝电解电容器在低温条件下将具有高ESR
    ESR 过低
    * 许多表面贴装型陶瓷电容器具有非常低 (<20 mΩ) 的ESR
    * 钽、OSCON、SP、POSCAP、薄膜电容器均具有低ESR

  • 刚刚学习了线性稳压器中NPN型LDO的情况

    NPN 型的LDO
    NPN 型的LDO 分两大类;一种是是用达林顿管做的LDO,因为当时的单个晶体管的放大倍
    数不是很大,所以要用达林顿管来构成更大的放大倍数。在这里不讨论达林顿管构成的LDO;
    另一种就是单个NPN 型晶体管构成的LDO。
     NPN “准 LDO ”具有下列特性:
     要求输入电压至少比输出电压高 0.9V 至 1.5V;
     接地引脚电流大于 NPN-达林顿管,但小于 PNP-LDO 稳压器;
     需要一个输出电容器,但一般不像 PNP-LDO 那样具有特殊的 ESR 要求。

  • PNP型LDO学习

    一个PNP 型的LDO 它的压控恒流源是由一个功率型的PNP 管(Q1)来构成的,同时在它的
    基极也会连接一个对地的NPN 型的晶体管(Q2),这就是一个典型的PNP 型LDO 的架构。在上
    图右边它一样是由两电阻来检测电压,然后把它放进误差放大器里面和一个基准作比较,放
    大之后对Q2 进行控制。Q2 集电极上的电流会控制Q1 上基极的电流。由于功率晶体管(Q1)
    是PNP 型的晶体管,它的输出那它的集电极,因此由于它的这种结构它的输出阻抗是比较大
    的。在这种输出阻抗比较大的情况下,我们必须给输出增加输出电容器,也要控制这个电容
    器的ESR 控制在一定范围之内,才能保证这种LDO 的工作稳定。

  • 刚刚学习了NMOS 型的LDO 的优缺点,有如下一些方面:
    A、缺点
     需偏置电压以上拉N-FET;
    B、优点
     N-FET 的导通电阻低于P-FET;
     允许非常低的Vin 和Vout 数值;
     较低的输出阻抗可减轻负载极点的影响;
     可在采用小的外部电容器时保持稳定;
     低接地引脚电流(与负载无关);
     高DC 增益与令人满意的带宽。

    NMOS 稳压器具有下列特点:
     要求输入电压高于输出电压(高出的幅度依据传输晶体管的VGS 要求);
     接地引脚电流不随输出负载电流而变化;
     不需要任何的输出电容器(但为了动态响应更好还是使用一个)。

  • 今天刚刚学习到PMOS LDO 具有下列几方面特性:
     要求输入高于输出电压(基于负载电流和传输元件的导通电阻):
    VIN>RDS(ON)×IOUT
     要求输出电压高于传输元件的VGS 需求;
     要求谨慎地选择输出电容数值和ESR 额定值;
     为了实现相似的RDS(on)性能,PMOS 晶体管所需的晶片面积将大于NMOS 晶体管;
     较大的晶片面积将影响定价,并有可能对性能产生影响。

  • 刚刚对较为简单的模型进行了学习。

    基本的(一阶)线性稳压器可以模拟为两个电阻器和一个用于 VIN 的电源。 现实中,唯一恒定的参数是输出电压VOUT。所有其他的参数都将会不断地改变。输入电压可能会由于外界的干扰而变化,而负载电流也许会因为负载运行状况的动态变化而发生改变。这些变量的变化可能会全部同时发生,而用于将 VOUT 保持在一个恒定值所需的 RPASS 的数值也将必需相应地改变。

  • 刚刚对ESR的高低对LDO稳定性的影响进行了学习。

    高ESR 会使LDO 不稳定
     高 ESR 将零点移至一个较低的频率;
     这增大了环路带宽,因而允许极点PPWR 在0dB 频率之前增加更多的相移;
     由其他极点产生的相移(图中未示出)使得 >10Ω 的ESR 值往往会造成环路的不稳定。

    低 ESR 会使 LDO 不稳定
     低 ESR 将零点移至一个较高的频率;
     零点出现的频率比 0 dB 频率高 1 个十倍频程以上;
     由于零点在 0 dB 下未添加任何正相移,因此两个低频极点将导致相移达到 -180°(不稳
    定)。

  • 线性稳压器基本组成部分:串联传输元件;误差放大器;VOUT采样网络;基准电压.

    线性稳压器是通过输出电压反馈,经误误差放大器等组成的控制电路来控制调整管的管压降VDD(即压差)来达到稳压的目的,特点是VIN必须大于VOUT,调整管工作在线性区(线性稳压器从此得名)。输入电压的变动或负载电流的变化引起输出电压变动时,通过反馈及控制电路,改变VDO的大小,使输出电压VOUT基本不变。

  • NPN“准 LDO”中的功率损失的来源

    下图是用一个等效的模型来描述这个些损耗分别产生在那几个部分。
    等效模式中,右边是一个负载电阻RLOAO,上方的右边是那个被调整的三极管(也就是功率三极管Q1)的体压降VCE(Q1),中间是一个发射极和基极之间的结压降,这个压降表示在这个NPN 型的LDO 当中输入与输出之间的最低压降VBE(Q1)是多少,另外还有一部份是不可避免的,就是在输入与输出之间那个用集电极的电流来控制功率三极管的那个三极管(也就是Q2),它的集电极和发射极之间的压降VEC(Q2)。这几个部分就构成了功率环路中的主要部分。

  • 线性稳压器(Linear Regulator)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。其产品均采用小型封装,具有出色的性能,并且提供热过载保护、安全限流等增值特性,关断模式还能大幅降低功耗。线性稳压器的突出优点是具有最低的成本,最低的噪声和最低的静态电流。它的外围器件也很少,通常只有一两个旁路电容。

  • NPN,LDO和准LDO在电性能参数上的最大区别是:跌落电压(Dropout  Voltage)和地脚电流(Ground Pin Current)。跌落电压前文已经论述。为了便于分析,我们定义地脚电流为Ignd (参见图4),并忽略了IC到地的小偏置电流。那么,Ignd等于负载电流IL除以导通管的增益。        NPN 稳压器中,达林顿管的增益很高(High Gain), 所以它只需很小的电流来驱动负载电流IL。这样它的地脚电流Ignd也会很低,一般只有几个mA。 准LDO也有较好的性能,如国半(NS)的LM1085能够输出3A的电流却只有10mA的地脚电流。       然而,LDO的地脚电流会比较高。在满载时,PNP管的β值一般是15~20。也就是说LDO的地脚电流一般达到负载电流的7%。        NPN稳压器的最大好处就是无条件的稳定,大多数器件不需额外的外部电容。 LDO在输出端最少需要一个外部电容以减少回路带宽(Loop Bandwidth)

  • NPN,LDO和准LDO在电性能参数上的最大区别是:跌落电压(Dropout  Voltage)和地脚电流(Ground Pin Current)。跌落电压前文已经论述。为了便于分析,我们定义地脚电流为Ignd (参见图4),并忽略了IC到地的小偏置电流。那么,Ignd等于负载电流IL除以导通管的增益。        NPN 稳压器中,达林顿管的增益很高(High Gain), 所以它只需很小的电流来驱动负载电流IL。这样它的地脚电流Ignd也会很低,一般只有几个mA。 准LDO也有较好的性能,如国半(NS)的LM1085能够输出3A的电流却只有10mA的地脚电流。       然而,LDO的地脚电流会比较高。在满载时,PNP管的β值一般是15~20。也就是说LDO的地脚电流一般达到负载电流的7%。        NPN稳压器的最大好处就是无条件的稳定,大多数器件不需额外的外部电容。 LDO在输出端最少需要一个外部电容以减少回路带宽(Loop Bandwidth)

  • 基本的(一阶)线性稳压器可以模拟为两个电阻器和一个用于 VIN的电源。 现实中,唯 一恒定的参数是输出电压VOUT。所有其他的参数都将会不断地改变。输入电压可能会由于 外界的干扰而变化,而负载电流也许会因为负载运行状况的动态变化而发生改变。这些变量 的变化可能会全部同时发生,而用于将 VOUT 保持在一个恒定值所需的 RPASS 的数值也将必需相应地改变。当工作条件发生变化时,串联传输元件RPASS的电阻也需要做出改变。这是利用一个控制环路实现的。误差放大器监视采样输出电压,将之与一个已知的基准电压进行比较,并主动地调整 RPASS 以保持 VOUT 的恒定。所有线性稳压器的一个共同特性是其在负载电流需求发生变化之后需要一定的时间去“校正”输出电压。这种“时滞”限定了被称为瞬态响应的特性,此特性反映了稳压器在负载变化之后能够以多快的速度恢复稳态运作。因此,线性稳压器由串联传输元件、误差放大器、VOUT采样网络和基准电压 4 个基本部分组成。

  • 关于线性稳压器的定义,采用一个压控电流源以强制在稳压器输出端上产生一个固定电压,控制电路连续检测输出电压,并调节电流源以把输出电压保持在期望的数值。这里面讲到的压控电流源的原理与TL431或者稳压二极管的原理非常相似,TL431通过调节自身电流使其一脚输出固定的2.5V,稳压二极管同样也是通过调节自身电流使其阴极端产生一个固定的电压,只是稳压二极管利用的是其反向击穿特性。

  • 上图是NPN型LDO的架构图。

    标准NPN稳压器的优点是具有约等于PNP晶体管基极电流的稳定接地电流,即使没有输出电容也相当稳定。这种稳压器比较适合电压差较高的设备使用,但较高的压差使得这种稳压器不适合许多嵌入式设备使用。

  • 线性稳压源的控制策略,两个串联电阻构成输出电压采样并作为电压反馈信号,这个反馈信号控制晶体管的导通电流即为负载电流,这个实时的动态调节将保持输出电压稳定。有一个疑问的额地方,这种控制策略功率能做到多大呢,功率等级与效率又是一种什么样的关系,我觉得这些都是值得我们深思的东西。

  • 关于带数值的简单模型,第一个例子负载电流为50mA,RPASS电阻为140Ω,那么这里晶体管的损耗的功率就为0.05*0.05*140=0.35W,第二个例子负载电流为500mA,RPASS电阻为14Ω,那么这里晶体管的损耗的功率就为0.5*0.5*140=3.5W,负载电流增加10倍,晶体管的损耗也增加10倍,这个数字是很惊人的,线性稳压源的效率就可想而知了。

  • 输出电容器选取不合适,其ESR会致使LDO环路不稳定,过高的ESR将零点移至一个较低的频率,这增大了环路带宽,这种电容有电质量欠佳的钽电容器、在低温条件下的铝电解电容器;过低的ESR将零点移至一个较高的频率,零点出现的频率比频率高十倍频程以上,这种电容器有表面贴装型陶瓷电容器、钽、OSCON、SP、POSCAP、薄膜电容器。

  • NPN“准LDO”驱动电流与低/高负载电流的关系,从文中的图里可以很明显的看到在NPN型的LDO中,芯片的静态电流是会随负载电流的增加而增加的,而且是成比例的增加的。只是在NPN型的三极管当中这种电流的总体的绝对值也是比较小的,大概都是小于1mA的。这样我们就可以知道需要芯片本身的静态电流产生的变化对负载的变化才能有一个比较好的调整。

  • PNP型的LDO,由于在PNP的基极会连接一个对地的NPN型的晶体管,其实还是典型的PNP型LDO的架构,是从PNP型LDO演变过来的,由于PNP型的晶体管的输出是它的集电极,因此由于它的这种结构它的输出阻抗是比较大的。在这种情况下,必须增加输出电容器,同时控制这个电容器的ESR在一定范围内,这样才能保证这种LDO的工作稳定性。

  • 其实对输出电容,是比较容易被忽视的,都当成啊纯电容,理想电容。它对输出的作用上面说得很清楚。

  • 从输出端取出电压参考值,来控制通过主回路的电流,上面的结构比较明确。这个分压用的电阻,实际使用时得考虑温度影响,还有效率问题。

  • 从这个模型,能够清楚什么是线性电源,就是我用一个电阻来降压,这个电阻比较特殊,有控制作用。这里让我想起啊热I敏电阻,用它是不是可以构成简单的温控线性电源,只是效率不高吗。

  • 稳压变压器是利用铁磁谐振原理及磁分路结构制成的一种交流稳压器。一般在应用中,人们认为稳压变压器是由电磁稳压器演变而来的,其使用范围较大,越来越受到人们的欢迎。
  • 稳压变压器副边输出端还有一个补偿绕组。它的极性与副绕组相反,用以补偿输入电压变化对输出电压的影响。这是因为副边铁心的磁化曲线饱和段不是理想的水平线,所以输入电压增加时,输出电压要随之升高,起到补偿作用。