电子技术（二十七）——线性稳压器

开垦者

一、简介


线性稳压器：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操持在期望数值上。

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的稳定性。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。

某些稳压器（比如低压降型）则确实需要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。【来源：网上】

二、线性稳压器操作

1.电压反馈负责对输出电压进行采样，R1和R2可以内置也可以外置

2.反馈用于控制传输晶体管至负载的电流

三、线性稳压器简单模型


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的数值也将必须相应地改变。【来源：TI手册】

所有的线性稳压器由四个基本部分组成：串联传输元件、误差放大器、VOUT采样网络、基准电压。

（1）NPN-LDO



（2）PNP-LDO



（3）NMOS-LDO



（4）PMOS-LDO

下面是一个PMOS LDO最基本结构框图。我们可以看到LDO主要由PMOS、运放、反馈电阻和基准参考电压构成。LDO主要工作流程是将输出电压通过分压电阻分压，Va和基准参考电压做比较，通过运放输出Vg来调节输出，反馈回路已用红色轨迹标识出，具体原理分两个方面详细介绍。



"来源：电子发烧友"

一.NMOS LDO Dropout Voltage 和输出电压的关系

下面是某输出可调的NMOS LDO Dropout Voltage 和输出电压的关系，相同条件下，可以看到：

输出电压增加，Dropout Voltage 也增加，

输出电压减小，Dropout Voltage 就减小。
增加为什么会增加的，这就涉及到NMOS的架构。





NMOS的LDO在Vbias一定的情况下：

Vout电压↑，Vgs↓，NMOS Rdson ↑，所以Dropout Voltage 增加。

Vout电压↓，Vgs↑，NMOS Rdson ↓，所以Dropout Voltage 减小。

二.PMOS LDO Dropout Voltage 曲线。

下面某输出可调的PMOS LDO Dropout Voltage 和输出电压的关系，相同条件下，可以看到：

输出电压增加，Dropout Voltage 也减小，

输出电压减小，Dropout Voltage 就增加。

增加为什么会增加的，这就涉及到PMOS LDO的架构有关。





PMOS管的LDO，输出电压增大，意味着输入电压也需要增大，比如：

如果输出1.8V，输入电压最小1.8V+Dropout，Vsg=1.8V+Dropout

如果输出2.8V，输入电压最小2.8V+Dropout，Vsg=2.8V+Dropout

PMOS管的 Vsg越大，PMOS Rdson 越小，这就是为什么PMOS架构的LDO输出电压大的时候，Dropout Voltage却减小的原因。

shuizhonghua

线性稳压器是一种高效的电源管理模块，它通过压控电流源强制输出固定电压。其核心操作原理在于对输出电压的连续检测与调节，确保输出电压稳定在所期望的数值上。

电压反馈是线性稳压器操作中的关键环节。反馈电路实时监测输出电压，并根据输出电压的波动调整电流源，从而保持输出电压的稳定。为确保环路的稳定性，大多数线性稳压器都配备了内置补偿功能电路。在某些特殊情况下，如低压降型稳压器，可能需要外部电容来确保稳定性。

对于线性稳压器的应用，需深入理解其工作原理及特性，确保其在不同工作条件下都能提供稳定、准确的电压输出。

lidenghui

关于线性稳压器的操作，电压反馈是关键环节。线性稳压器通过压控电流源强制产生固定电压，同时控制电路会连续监测输出电压。当输出电压出现波动时，反馈机制会调整电流源，以维持期望的电压值。这一过程中，内部补偿电路有助于增强环路的稳定性。此外，部分线性稳压器可能需要外部电容以确保稳定性。总体来说，线性稳压器是电子设备中重要的组成部分，负责确保电路的稳定供电。在实际应用中，工程师需根据具体需求和电路特性选择合适的线性稳压器。