LDO是一種低壓差穩(wěn)壓器，一種低壓差線性穩(wěn)壓器。傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓器，如78XX系列芯片，要求輸入電壓至少比輸出電壓高2V~3V，否則無法正常工作。但在某些情況下，這樣的條件顯然過于苛刻，比如5V到3.3V。輸入輸出電壓差僅為1.7v，顯然不符合傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓器的工作條件。針對這種情況，芯片廠商開發(fā)了LDO類電壓轉換芯片。
LDO是使用晶體管或場效應晶體管的線性穩(wěn)壓器（FET）在其飽和區(qū)工作，通過從施加的輸入電壓中減去過電壓來產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓。壓差電壓是調節(jié)器將輸出電壓保持在高于或低于其額定值100mV范圍內所需的輸入電壓與輸出電壓之間的最小差值。具有正輸出電壓的LDO低壓差穩(wěn)壓器通常使用功率晶體管也稱為傳輸器件作為PNP。該晶體管允許飽和，因此穩(wěn)壓器可以具有非常低的壓差電壓，通常約為200mV。相比之下，使用NPN復合功率晶體管的傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓器的壓降約為2V。負輸出LDO使用NPN作為其傳輸器件，并以與正輸出LDO的PNP器件類似的模式運行。
一、LDO低壓差穩(wěn)壓器：
如果輸入和輸出電壓幾乎相等，最好使用能達到高效率的LDO穩(wěn)壓器。因此，LDO穩(wěn)壓器主要用于將鋰離子電池電壓轉換為3V輸出電壓的應用。盡管最后百分之十的電池能量沒有被使用，LDO穩(wěn)壓器仍然可以確保電池的工作時間更長，而噪音更低。
LDO通常具有很低的自身噪聲和很高的電源抑制比PSRRPowerSupplyRejectionRatio。它與三端穩(wěn)壓器的最大區(qū)別在于LDO是一種自耗極低的微型片上系統(tǒng)SoC。可用于電流主通道控制，集成有極低串聯(lián)導通電阻的片上MOSFET、肖特基二極管、采樣電阻和分壓電阻等硬件電路，并具有過流保護、過溫度保護、精密基準源、差分放大器、延時器等。PG是新一代LDO，具有各輸出狀態(tài)自檢、延時安全供電功能。
二、LDO的結構和工作原理：
1．結構：
LDO低壓差線性穩(wěn)壓器的結構主要包括啟動電路、恒流源偏置單元、使能電路、調節(jié)元件、基準源、誤差放大器、反饋電阻網(wǎng)絡和保護電路。
2．工作原理：
LDO的基本工作原理是：系統(tǒng)上電，如果使能引腳為高電平，則電路啟動。恒流源電路為整個電路提供偏置，參考源電壓迅速建立，輸出隨輸入連續(xù)上升。當輸出即將達到規(guī)定值時，從反饋網(wǎng)絡得到的輸出反饋電壓也接近參考電壓值。這時誤差放大器將對輸出反饋電壓和參考電壓之間的誤差小信號進行放大，然后由調節(jié)管放大到輸出，從而形成負反饋，保證輸出電壓穩(wěn)定在規(guī)定值價值。同樣，如果輸入電壓變化或輸出電流變化。
采樣電壓加到放大器A的反相輸入端，并與加到同相輸入端的參考電壓Uref進行比較。兩者之差由放大器A放大，控制串聯(lián)穩(wěn)壓器的壓降，從而穩(wěn)定輸出電壓。當輸出電壓Uout減小時，參考電壓與采樣電壓的差值增大，比較放大器輸出端的驅動電流增大，串聯(lián)調節(jié)管的壓降減小，從而提高了輸出電壓。相反，如果輸出電壓Uout超過所需的設定值，比較放大器輸出端的預驅動電流就會減小，從而導致輸出電壓降低。輸出電壓校正在供電期間連續(xù)執(zhí)行，
需要注意的是，實際的線性穩(wěn)壓器還應該有很多其他的特性，比如負載短路保護、過壓關斷、過熱關斷、反接保護等，而且串聯(lián)穩(wěn)壓器也可以使用MOSFET。
三、LDO的應用：
LDO的應用非常簡單，很多LDO穩(wěn)壓器只需要在輸入輸出端接一個電容即可穩(wěn)定工作。在LDO應用中，我們需要考慮重要的參數(shù)，例如差分電壓、靜態(tài)電流、PSRR等。在使用電池作為電源的系統(tǒng)中，應選擇差分電壓盡可能低的LDO，這樣電池才能為系統(tǒng)供電更長時間，如NCP600、NCP629等。
靜態(tài)電流Iq是Iquiescent的縮寫，指的是芯片本身消耗的電流。有些工程師在設計低功耗系統(tǒng)時，只考慮MCU本身消耗的電流，而忽略了供電芯片消耗的電流，使得整個系統(tǒng)的待機功耗達不到標準。我見過一些工程師選擇78L05為低功耗系統(tǒng)中的MCU供電。查看datasheet后得知78L05靜態(tài)電流為1mA，不適合小功率應用。我們應該選擇NCP583。
在射頻、音頻、ADC轉換等應用中，PSRR電源紋波抑制比是一個非常重要的參數(shù)，它反映了LDO的抗噪能力。PSRR值越高，LDO輸出紋波越低。下面列出了LDO的一些重要特性和應用方向。
四、設計LDO時必須掌握的7個關鍵點：
傳統(tǒng)的穩(wěn)壓器顯然不適合市場要求，因為對于一些特定的應用，輸入和輸出電壓差太低而無法使用。LDO類電源轉換芯片的誕生就是為了幫助我們很好的解決這個問題。不過，這里要提醒大家在設計LDO時主要應該考慮以下幾個問題。
1．壓差Uin-Uout是LDO的一個重要參數(shù)，它表示輸入和輸出之間的電位差。
LDO的壓差越小越好。但是當輸入電壓不能滿足“最小壓差”要求時，LDO就不能正常工作。這時誤差放大器會進入全導通狀態(tài)，使環(huán)路增益變?yōu)榱悖撦d的調節(jié)能力會變得很差，電源抑制比也大大降低。需要注意以下幾點。
第一：在LDO參數(shù)表中，可以有多組甚至多組差分電壓數(shù)據(jù)，如輕載、中載、滿載條件下差分電壓的最小值、典型值和最大值。其中，典型值僅供設計參考。最有實際意義的應該是滿載條件下壓差的最大值，它是在最不利的條件下測得的。設計應以此為基礎，以便留出足夠的余量，以確保LDO即使在最惡劣的條件下也能正常工作。
第二：為了可靠性，有時可以根據(jù)Uin=Uout+△U+lV的關系選擇最小輸入電壓值。功率增加1.5倍以上的選擇有點浪費但增加20%-30%的余量也不算多。一般LDO自損功耗為Pd_max=（Uin-Uout）*Iout。
第三：輸入輸出電壓差不是一個固定值，它隨著輸出電流的增加而增加，隨著溫度的升高而增加。
2．最大輸出電流。最大輸出電流是LDO的一個基本參數(shù)。
通常，輸出電流越大，LDO的價格就越高。LDO必須能夠在最不利的工作條件下為負載提供足夠的電流。
3．輸入電壓要求。
輸入電壓必須大于額定輸出電壓與輸入一個輸出電壓差之和，即Uin>Uout+△U。否則LDO會失去穩(wěn)壓功能，輸出電壓會隨著輸入電壓而變化，那么Uout等于輸入電壓減去調節(jié)管導通電阻RON和負載電流的乘積，即Uout=Uin-RONI0。
4．輸出電壓固定輸出LDO外圍電路簡單，使用方便。
它可以節(jié)省外部采樣電阻分壓器的成本和空間。它的輸出電壓值在出廠時已經(jīng)收斂限于常用電壓，輸出電壓精度一般為±5%，對于大多數(shù)應用來說已經(jīng)足夠了。新型LDO采用激光校正技術，精度指標可達±1%至±2%。需要特別注意產(chǎn)品規(guī)格中給出的精度規(guī)格適用的條件。可調輸出LDO允許在指定范圍內連續(xù)調整輸出電壓。如果輸出連接到反饋端，使輸出電壓等于內部參考電壓，則最小輸出電壓通常約為1.2V。
5．輸入電源類型。
輸入電源有兩種，一種是直流電源，一種是交流電源。使用交流電源時，應先通過電源變壓器和整流濾波器變成脈動直流電源，然后提供輸入電壓給LDO。這時LDO的差分電壓就不再是一個關鍵指標了，因為通過增加電源變壓器次級繞組的匝數(shù)，很容易提高LDO的輸入電壓來滿足電源變壓器的需要。用于差分電壓的LDO。
6．靜態(tài)電流是在空載條件下或輸出關閉時流向LDO內部接地的總電流。
靜態(tài)電流越低，穩(wěn)壓器的功耗就越低。在某些應用中，通常選擇待機模式來關閉輸出，此時電池壽命取決于靜態(tài)電流的大小。最近推出的新型LDO，靜態(tài)電流可低至75至150μA，并優(yōu)于普通LDO的穩(wěn)壓特性。需要強調的是，LDO的靜態(tài)電流并不是一個固定值，它隨著負載電流的增加而增加。但是，VLDO的靜態(tài)電流可以近似為一個常數(shù)值。
7．LDO的附加功能：
（1）．開/關控制功能允許機械開關、門電路或微控制器關閉LDO的輸出并將其置于低功耗待機模式也稱為待機模式。
（2）．輸入電壓反極性保護功能用于防止輸入電壓極性接反時損壞LDO。
（3）．故障標記輸出功能，當輸出電壓或輸入電壓低于規(guī)定的閾值電壓時，LDO可以輸出故障標記信號。微處理器接收到這個信號后，可以及時完成數(shù)據(jù)存儲等工作。
（4）．瞬態(tài)電壓保護功能，LDO將應用于汽車電子，需要對負載的瞬態(tài)變化如突然卸載進行保護。一旦輸出端出現(xiàn)瞬態(tài)電壓，輸出立即關閉。瞬態(tài)電壓過去后，再迅速恢復正常運行。
（5）．一些多輸出LDO的跟蹤能力需要有跟蹤能力，其中一個或幾個輔助輸出電壓可以自動跟蹤主輸出電壓的變化，并及時調整其輸出電壓值，以減少輸出之間的相對變化.
（6）．排序，即在由多個穩(wěn)壓電源組成的電源系統(tǒng)中，每個穩(wěn)壓電源的輸出可以按照指定的順序開啟或關閉。在LDO的設計中，如果考慮到以上七個因素，那么你設計的LDO無疑是最好的。輸出紋波控制可以通過將C61的值提高到220uf、100uf等來實現(xiàn)。
深圳市千赫茲， 專注于電力配套設備的研發(fā)，生產(chǎn)，銷售，定制等業(yè)務，其主要產(chǎn)品有：穩(wěn)壓器， 變壓器，穩(wěn)變一體變壓器，配電柜，配電箱，UPS不間斷電源等電力配套設備，官方網(wǎng)站：https://kilohez.com
穩(wěn)壓器，穩(wěn)壓電源，交流穩(wěn)壓器，變壓器， 穩(wěn)壓變壓器，升壓降壓穩(wěn)壓變壓器等電力調壓設備首選品牌：千赫茲【CNKHZ】,網(wǎng)址：http://m.zhaopinbanan.com
