硬件系统工程师宝典（28）-----关于LDO，应该知道的事

各位同学大家好，欢迎继续做客电子工程学习圈，今天我们继续来讲这本书，硬件系统工程师宝典。上篇我们说到BJT配合MOSFET控制电源开关的四种电路以及MOSFET的均流电路。今天我们来讲讲LDO的应用分析。

LDO的结构

LDO（Low Dropout Regulator）为低压差线性稳压器，具有极低的自有噪声和较高的电源抑制比PSRR。可用于电流主通道控制，芯片上集成了具有极低导通电阻的MOSFET、肖特基二极管、取样电阻和分压电阻等硬件电路，具有负载短路保护、过压关断、反接保护、过流保护、过温保护、精密基准源、差分放大器和延迟器等功能。

LDO的结构图如下所示，包括启动电路、恒流源偏置单元、使能电路、调整元件、基准源、误差放大器、反馈电阻网络和保护电路等。当系统加电，使能引脚处于高电平，电路开始启动，恒流源电路给整个电路提供偏置，基准源电压快速建立，输出随输入不断上升，当输出反馈电压接近基准电压，此时误差放大器对输出反馈电压和基准电压之间的误差小信号进行放大，再经调整管放大到输出，从而形成负反馈，保证输出电压稳定在规定值。输出电压为：

Vout=（R1+R2）/R2*Vref。

​LDO的结构框图

LDO的选型

LDO选型要考虑的参数有：输入电压（Input Voltage）、输出电压（Output Voltage）、最大输出电流（Maximum Output Current）、输入/输出电压差（Dropout Voltage）、LDO自身的功耗、线性调整率（Line Regulation）、负载调整率（Load Regulation）、接地电流（Ground Pin Current）和工作温度

1.输入电压（Input Voltage）

输入电压是LDO从外部连接的电源，根据不同的应用需要选择，如AS1117的输入电压最大值为15V，器件可承受的最大电压是20V，输入电压的选择要低于15V。

2.输出电压（Output Voltage）

输出电压一般有固定或者可调输出两种类型，固定输出电压稳压器使用比较方便，输出电压精度较高。可调输出电压稳压器可满足较多的应用要求，但是一般通过外接元件改变电压数值，外接元件的变化将影响稳定精度。下表是1117的多个输出电压型号，如AS1117-3.3，在5V输入时，输出电压的范围是3.25~3.349V，使用时根据输出电压的需求选定相应的型号即可。

​ADS1117系列可以输出的电压值

3.最大输出电流（Maximum Output Current）

通常，输出电流越大的稳压器成本越高，为了降低成本，在多个稳压器组成的供电系统中，应根据各部分所需的电流值选择适当的稳压器。LDO最大输出电流的说明在Electrical Characteristics中Current Limit部分，在AS1117中，电流的输出范围是1~1.4A。

4.输入/输出电压差（Dropout Voltage）

在保证输出电压稳定的条件下，该电压越低，线性稳压器的性能越好。Dropout Voltage在Electrical Characteristics中的Dropout Voltage部分，要注意，根据输出电流不同，输入/输出压差会有所不同，如下表AS1117输入/输出电压差参数所示。

​AS1117不同输出电流时的输入/输出电压差

5.线性调整率（Line Regulation）

线性调整率是指在某负载电流的条件下，当输入电压变化时，对应输出电压的变化量。线性调整率越小，输入电压对输出电压的影响越小，LDO的性能越优越。线性调整率是在Electrical Characteristics中的Line Regulation进行说明，AS1117系列的线性调整率如下表所示。

​AS1117系列的线性调整率

6.负载调整率（Load Regulation）

负载调整率是指在某输入电压的条件下，当负载电流变化时，对应输出电压的变化量。负载电流增大，输出电压将减小；负载电流减小，输出电压将增大。负载调整率越小，LDO的性能越好。负载调整率是在Electrical Characteristics中的Load Regulation进行说明，AS1117系列的负载调整率如下表所示。

​AS1117系列的负载调整率

7.接地电流（Ground Pin Current）

接地电流是指串联调整管输出电流为零时，输入电源提供的稳压器工作电流，有时也称为静态电流。通常较为理想的低压差稳压器的接地电流很小。

8.工作温度与功耗

器件工作温度的选择需要根据产品自身工作的环境及LDO自身产生的热量来综合考虑。LDO一般都会有散热焊盘，需要将散热焊盘充分打地孔，并且在散热焊盘部分进行阻焊开窗处理。AS1117的输出电压是可调的，其典型的工作电路如下图所示，输出电压可调在外部增加分压电阻，电阻需要尽量选择高精度的电阻，如±1%精度。

​AS1117输出电压的典型工作电路

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