线性稳压器的基本原理

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线性稳压器原理

线性稳压器原理

随着便携式设备(电池供电)在过去十年间的快速增长,象原来的业界标准LM340 和LM317 这样的稳压器件已经无法满足新的需要。

这些稳压器使用NPN 达林顿管,在本文中称其为NPN 稳压器(NPN regulators)。

预期更高性能的稳压器件已经由新型的低压差(Low-dropout)稳压器(LDO)和准LDO稳压器(quasi-LDO)实现了。

NPN 稳压器(NPN regulators)在NPN稳压器(图1:NPN稳压器内部结构框图)的内部使用一个PNP管来驱动NPN 达林顿管(NPN Darlington pass transistor),输入输出之间存在至少1.5V~2.5V 的压差(dropout voltage)。

这个压差为:Vdrop =2Vbe +Vsat(NPN 稳压器)(1)LDO 稳压器(LDO regulators)在LDO(Low Dropout)稳压器(图2:LDO稳压器内部结构框图)中,导通管是一个PNP管。

LDO的最大优势就是PNP管只会带来很小的导通压降,满载(Full-load)的跌落电压的典型值小于500mV,轻载(Light loads)时的压降仅有10~20mV。

LDO的压差为:Vdrop =Vsat (LDO 稳压器)(2)准LDO 稳压器(Quasi-LDO regulators)准LDO(Quasi-LDO)稳压器(图3:准LDO 稳压器内部结构框图)已经广泛应用于某些场合,例如:5V到3.3V 转换器。

准LDO介于NPN 稳压器和LDO 稳压器之间而得名,导通管是由单个PNP 管来驱动单个NPN 管。

因此,它的跌落压降介于NPN稳压器和LDO之间:Vdrop =Vbe +Vsat(3)稳压器的工作原理(Regulator Operation)所有的稳压器,都利用了相同的技术实现输出电压的稳定(图4:稳压器工作原理图)。

输出电压通过连接到误差放大器(Error Amplifier)反相输入端(Inverting Input)的分压电阻(Resistive Divider)采样(Sampled),误差放大器的同相输入端(Non-inverting Input)连接到一个参考电压Vref。

线性稳压器原理

线性稳压器原理

线性稳压器原理线性稳压器是一种常见的电子元件,它在电路中起着稳定输出电压的作用。

其工作原理是通过将输入电压进行稳定,以确保输出电压始终保持在设定的数值范围内。

在本文中,我们将深入探讨线性稳压器的原理,以及其在电子电路中的应用。

首先,让我们来了解一下线性稳压器的基本结构。

线性稳压器通常由三个主要部分组成,输入端、控制电路和输出端。

输入端接收来自电源的不稳定电压,控制电路对输入电压进行稳定处理,最终输出端提供稳定的电压给负载使用。

控制电路中通常包含一个参考电压源和一个误差放大器,用于对输入电压进行比较和调节,以确保输出电压的稳定性。

其次,让我们来详细了解线性稳压器的工作原理。

当输入电压发生变化时,控制电路会通过负反馈机制对输出电压进行调节,以使其保持在设定的稳定数值范围内。

这种负反馈机制可以有效地抑制输入电压的波动,从而确保输出电压的稳定性。

此外,线性稳压器还通过将多余的电压转化为热量的方式来实现稳压,这也是其常见的缺点之一,因为这会导致功耗增加和效率降低。

接下来,让我们来探讨线性稳压器在电子电路中的应用。

线性稳压器广泛应用于各种电子设备中,如电源适配器、电池充电器、稳压电源等。

在这些应用中,线性稳压器可以提供稳定的电压输出,以确保电子设备的正常运行。

此外,线性稳压器还常用于模拟电路中,因为其输出电压稳定性较高,能够满足对电压精度要求较高的应用场景。

总结一下,线性稳压器是一种常见的电子元件,其工作原理是通过负反馈机制对输入电压进行稳定处理,以确保输出电压的稳定性。

在电子电路中,线性稳压器广泛应用于各种电子设备中,能够提供稳定的电压输出,满足不同应用场景的需求。

然而,线性稳压器也存在一些缺点,如功耗增加和效率降低,因此在实际应用中需要综合考虑其优缺点,选择合适的稳压器类型。

通过本文的介绍,相信读者对线性稳压器的原理和应用有了更深入的了解。

在实际应用中,我们需要根据具体的需求和场景选择合适的线性稳压器,以确保电子设备的正常运行和稳定性能。

(完整版)LDO原理介绍

(完整版)LDO原理介绍

什么是LDO?什么是 LDO? LDO 是一种线性稳压器。

线性稳压器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。

摘要:本文论述了低压差线性稳压器(LDO)的基本原理和主要参数,并介绍LDO的典型应用和国内发展概况。

引言便携电子设备不管是由交流市电经过整流(或交流适配器)后供电,还是由蓄电池组供电,工作过程中,电源电压都将在很大范围内变化。

比如单体锂离子电池充足电时的电压为4.2V,放完电后的电压为2。

3V,变化范围很大。

各种整流器的输出电压不仅受市电电压变化的影响,还受负载变化的影响。

为了保证供电电压稳定不变,几乎所有的电子设备都采用稳压器供电.小型精密电子设备还要求电源非常干净(无纹波、无噪声),以免影响电子设备正常工作.为了满足精密电子设备的要求,应在电源的输入端加入线性稳压器,以保证电源电压恒定和实现有源噪声滤波[1]。

一.LDO的基本原理低压差线性稳压器(LDO)的基本电路如图1—1所示,该电路由串联调整管VT、取样电阻R1和R2、比较放大器A组成。

取样电压加在比较器A的同相输入端,与加在反相输入端的基准电压Uref相比较,两者的差值经放大器A放大后,控制串联调整管的压降,从而稳定输出电压。

当输出电压Uout降低时,基准电压与取样电压的差值增加,比较放大器输出的驱动电流增加,串联调整管压降减小,从而使输出电压升高.相反,若输出电压Uout超过所需要的设定值,比较放大器输出的前驱动电流减小,从而使输出电压降低。

LDO的基本原理与特点通俗易懂

LDO的基本原理与特点通俗易懂

LDO的基本原理与特点通俗易懂LDO(Low Drop-Out)是一种线性稳压器,它的基本原理是在输入电压高于输出电压时,通过控制功率晶体管的导通程度来维持稳定的输出电压。

LDO的特点包括低电压差、快速响应、低噪声和低漂移等。

LDO的基本原理是通过一个差分放大器、一个参考电压源和一个功率晶体管来实现稳压功能。

差分放大器的作用是将输出电压与参考电压进行比较,并将差值放大。

当差值过大时,放大器会通过控制功率晶体管的导通程度来调整输出电压,使其达到预设的参考电压。

LDO的一个重要特点是低电压差,也就是输入电压与输出电压之间的差值。

一般来说,LDO的电压差在几十毫伏到几百毫伏之间。

低电压差意味着LDO可以在输入电压接近输出电压的情况下工作,从而减少能量的浪费和热量的产生。

另一个特点是快速响应。

LDO具有快速的动态响应能力,可以迅速地调整输出电压以适应输入电压的变化。

这使得LDO在对负载要求较高的应用中,如处理器、FPGA等芯片的供电中表现出色。

LDO还具有低噪声的特点。

噪声是指电路中的随机信号,会对电路的性能产生负面影响。

LDO通过精心设计和优化电路结构,可以降低输入、输出和参考电压等位置的噪声,从而提供干净、稳定的输出电压。

此外,LDO还具有低漂移的特点。

漂移是指电路参数随着时间、温度和其他条件的变化而发生的不稳定性。

LDO通过采用特殊的电路设计和工艺技术,使得其输出电压在面对不稳定条件时能够保持较低的漂移,从而提高系统的稳定性和可靠性。

综上所述,LDO具有低电压差、快速响应、低噪声和低漂移等特点,适合于对电压稳定性要求较高的场合。

在移动设备、无线通信、传感器等领域的应用中,LDO发挥着重要作用。

随着电子技术的发展,LDO不断进化和改进,以满足日益复杂和高性能的应用需求。

tle75080原理

tle75080原理

tle75080原理tle75080原理解析简介tle75080是一款高性能低压差线性稳压器。

本文将从浅入深,逐步解释它的相关原理。

稳压器的作用•简述稳压器的作用:稳压器作为电源电路中的关键元件,主要用于保持电路中的电压稳定在一定范围内。

•稳压器的分类:线性稳压器和开关稳压器是常见的两种稳压器类型。

•为何选择线性稳压器:线性稳压器具有简单、稳定、精确的特点,适用于一些对输出电压精度要求较高的应用场景。

线性稳压器的原理•基本原理:线性稳压器通过将多余的电压转化为热量来实现稳定输出电压。

当输入电压波动时,线性稳压器会主动调节电路元件的电阻,以保持输出电压不变。

•关键元件:线性稳压器的关键元件包括稳压二极管、功率晶体管和反馈电路。

•稳压二极管:稳压二极管用于提供基准电压,通过与反馈电路进行比较,调整功率晶体管的导通程度。

•功率晶体管:功率晶体管负责放大并稳定输出电流,根据反馈电路的信号调节其导通状态,以保持输出电压的稳定。

•反馈电路:反馈电路监测输出电压,并将其与参考电压进行比较,通过调节功率晶体管的工作状态,实现输出电压的稳定。

tle75080稳压器的特点•高性能:tle75080稳压器具有超低的输出噪声和较高的纹波抑制比,适用于对输出电压精度有严格要求的应用场景。

•低压差:tle75080稳压器的输入电压与输出电压之间的压差非常小,可以最大程度地降低能量的浪费和热量的产生。

•保护功能:tle75080稳压器内部集成了多种保护功能,如过流保护、过热保护以及短路保护,有效提高了系统的可靠性和安全性。

总结tle75080是一款高性能低压差线性稳压器,通过转化多余电压为热量来实现稳定输出电压。

它具有高性能、低压差和多重保护功能等特点,适用于对输出电压精度要求较高的应用场景。

了解tle75080的原理和特点对于电源电路设计者来说非常重要,可以帮助其优化电路性能并提升系统可靠性。

tle75080原理的详细解析稳压器的工作原理•线性稳压器以稳压二极管为基准电压源,通过控制功率晶体管的导通程度,调节输出电压以保持稳定。

线性稳压器的工作原理

线性稳压器的工作原理

线性稳压器的工作原理线性稳压器是一种电子设备,主要用于电源系统中,将不稳定的输入电压转化为稳定的输出电压。

其工作原理是通过使用负反馈控制技术,将不稳定的输入电压调整并稳定到设定的输出电压。

以下是线性稳压器的工作原理的详细解释。

在开始解释之前,需要先了解两个概念:基准电压和误差放大器。

基准电压是一个与输入电压无关的准确值,用来设定输出电压的期望值。

误差放大器是一个负反馈放大器,用于监测输出电压并与基准电压进行比较,产生一个反馈信号。

工作原理如下:1.输入电压通过输入电压端进入线性稳压器。

这个电压通常会有一定的波动,可能会受到电网电压的变化、负载的变化等因素的影响。

2.输入电压经过输入电压端进入制动器。

制动器中的一个电阻网络会将输入电压调整到与基准电压相匹配的水平。

3.调整后的电压通过制动器进入误差放大器。

误差放大器监测输出电压与基准电压之间的差异。

如果输出电压低于期望值,误差放大器会产生一个较大的正反馈信号。

相反,如果输出电压高于期望值,误差放大器会产生一个较大的负反馈信号。

4.误差放大器输出的反馈信号通过负载电流,通过一个驱动电路传递给制动器。

这个反馈信号会告诉制动器调整电阻网络的程度,以调整输出电压。

5.制动器根据误差放大器的反馈信号,调整电阻网络的电阻值。

如果输出电压低于期望值,制动器会减小电阻值,增加输出电压。

相反,如果输出电压高于期望值,制动器会增加电阻值,降低输出电压。

6.输出电压从制动器经过输出电压端输出给负载。

这个输出电压是根据误差放大器的调整和制动器的调整来稳定到期望值的。

值得注意的是,线性稳压器通过使用一个线性的调整器(制动器)将不稳定的输入电压调整为稳定的输出电压,因此整个过程会有一定的功耗。

功耗的大小与输入输出电压差以及负载电流有关。

因此,在选择线性稳压器时,需要综合考虑功耗、热效应和电源效率等因素。

总结而言,线性稳压器通过负反馈控制技术,利用误差放大器监测输出电压与基准电压之间的差异,并通过制动器调整输入电压,从而实现将不稳定的输入电压转化为稳定的输出电压的功能。

线性稳压器的工作原理及比较

线性稳压器的工作原理及比较

线性稳压器的工作原理及比较一、线性稳压器的工作原理线性稳压器是一种电子元件,用于将输入电压稳定在一个固定的输出电压上。

它通过调整电路中的阻抗来实现电压的稳定。

线性稳压器的工作原理可以分为三个主要步骤:输入电压的采样、误差放大和反馈控制。

1. 输入电压采样:线性稳压器首先对输入电压进行采样,以获取实际电压值。

这通常通过一个电阻分压网络来实现,其中一个电阻连接到输入电压,另一个电阻连接到地。

2. 误差放大:采样后的电压与参考电压进行比较,产生一个误差信号。

这个误差信号被放大器放大,以便能够控制输出电压。

3. 反馈控制:放大后的误差信号通过一个反馈回路传送给稳压器的控制端。

这个信号与稳压器内部的参考电压进行比较,产生一个控制信号。

稳压器根据控制信号调整输出电压,使其保持在一个稳定的水平上。

二、线性稳压器的比较线性稳压器有很多不同的类型,每种类型都有其特点和适用范围。

以下是几种常见的线性稳压器及其比较:1. 简单线性稳压器(Series Linear Regulator,简称SLR):简单线性稳压器是最基本的线性稳压器类型,由一个功率晶体管和一个反馈电路组成。

它的工作原理简单,成本低廉,但效率相对较低。

它适用于低功率应用,如模拟电路和传感器。

2. 低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator,简称LDO):低压差线性稳压器是一种特殊的线性稳压器,它能够在输入电压与输出电压之间保持很小的压差。

这意味着它可以在输入电压接近输出电压的情况下正常工作,提供更高的效率。

LDO适用于需要较高输出电流和较低输入电压的应用。

3. 开关稳压器(Switching Regulator):开关稳压器是一种比较先进的稳压器类型,它通过开关元件(如晶体管)来控制电路中的能量流动。

开关稳压器的效率较高,能够提供更大的输出功率。

然而,它的设计和调试相对复杂,成本也较高。

开关稳压器适用于高功率和高效率要求的应用,如电源管理和电动车辆。

LDO线性稳压器设计报告

LDO线性稳压器设计报告

LDO线性稳压器设计报告LDO(Low Drop-Out)线性稳压器是一种常用的电源管理元件,用于提供一个恒定的输出电压。

在电子系统中,由于电源噪声、电源波动以及负载变化等因素的存在,往往需要对电源进行稳压处理。

本报告将介绍如何设计一个LDO线性稳压器。

一、LDO线性稳压器工作原理1.输入电源经过稳压器的调整,提供给误差放大器和负载。

2.参考电压源提供一个参考电压,并与误差放大器的输出进行比较。

3.误差放大器对比参考电压和输出电压,产生一个误差信号,并通过调整稳压器的控制信号,使输出电压稳定在设定值。

二、LDO线性稳压器设计步骤1.确定所需输出电压和最大输出电流:根据系统需求,确定所需输出电压,以及最大输出电流。

2.选择稳压器芯片:根据所需输出电压和最大输出电流,选择合适的稳压器芯片。

考虑稳压器的参数,如输入电压范围、输出电压范围、负载调整能力等。

3.进行稳压器外围电路设计:根据稳压器芯片的推荐电路,设计稳压器的外围电路,包括输入滤波电容、输出滤波电容、稳压器控制电路等。

输入滤波电容用于抑制输入电源噪声,输出滤波电容用于抑制输出电压波动。

4.确定参考电压源:选择合适的参考电压源,作为误差放大器的参考电压。

参考电压源可以是一个电压参考芯片、电压分压电路等。

5.进行误差放大器设计:根据所选的参考电压源,设计误差放大器,其功能是将参考电压与输出电压进行比较,并产生误差信号,反馈给稳压器调整输出电压。

6.进行稳压器性能分析:对设计的稳压器进行性能分析,包括稳压器的稳定性、负载调整能力、线性调整率等。

通过仿真或实验,优化稳压器的性能。

7.进行稳压器的布局设计:根据稳压器的外围电路设计,对稳压器进行布局设计。

要保持输入、输出电压线和地线的分离,并合理布置滤波电容和其他电路元件。

8.进行稳压器的参数调整和测试:对设计的稳压器进行参数调整,并进行测试。

通过测试,验证稳压器的设计是否满足要求。

三、LDO线性稳压器设计注意事项1.稳压器的输入与输出电容选择要合适,过小可能导致输出电压波动较大,过大可能导致系统响应时间变慢。

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线性稳压器的基本原理
文章出处:发布时间:2009/06/18 | 2169 次阅读| 0次推荐| 0条留言
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线性稳压器主要包括普通线性稳压器和L DO(Low D ropout Regulator,低压差线性稳压器)两种类型,它们的主要区别是:普通线性稳压器(如常见的78系列三端稳压器)工作时要求输入与输出之间的压差值较大(一般要求在2~3V以上),功耗较高;而L DO工作时要求输入与输出之间的压差值较小(可以为IV以下甚至更低),功耗较低。

(1)线性稳压器基本工作原理
线性稳压器是通过输出电压反馈,经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,其原理框图如图1所示。

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V DO的大小,使输出电压VOUT基本不变。

普通线性稳压器和L D0的工作原理是一致的,不同的是,二者采用的调整管结构不同,从而使LD0比普通线性稳压器压差更小,功耗更低。

有些液晶显示器中使用的线性稳压器i设有输出控制端,也就是说,这种稳压器输出电压受控制端的控制。

图2所示是可控稳压器的内部框图。

图1 线性稳压器原理框图
图2 可控稳压器的内部框图
图2中,E N(有时也用符号SHDN表示)为输出控制端,一般由微处理器加低电平(或高电平)使LD O关闭(或工作),在关闭电源状态时,电流约为1μA。

(2)线性稳压器的特点
线性稳压器具有成本低、封装小、外围器件少和噪声小的特点。

线性稳压器的封装类型很多,非常适合在液晶显示器中使用。

对于固定电压输出的场合,外围只需2~3个很小的电容即可构成整个电路。

超低的输出电压噪声是线性稳压器最大的优势。

输出电压的纹波不到35μV(R MS),又有极高的信噪抑制比,非常适合用做对噪声敏感的小信号处理电路供电。

同时,由于没有开关时大的电流变化所引发的电磁干扰(E MI),所以便于设计。

但线性稳压器的缺点是效率不高,且只能用于降压的场合。

线性稳压器的效率取决于输出电压与输入电压之比η=Vo:Vio例如,对于普通线性稳压器,在输入电压为
5V的情况下,输出电压为2.5V时,效率只有50%,也就是约有50%的电能被转化成热量流失掉了,这也是普通线性稳压器工作时易发热的主要原因:对于L DO,由于是低压差,因此效率要高得多。

例如,在输入电压为3.3V的情况下,输出电压为2.5V时,效率可达76%。

所以,在液晶显示器中,为了提高电能的利用率,较少采用普通线性稳压器,而多采用LD O。

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