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 01、LDO定义

LDO即lowdropoutregulator，是一种低压差线性稳压器。这是相对于传统的线性稳压器来说的。传统的线性稳压器，如78XX系列的芯片都要求输入电压要比输出电压至少高出2V~3V，否则就不能正常工作。但是在一些情况下，这样的条件显然是太苛刻了，如5V转3.3V，输入与输出之间的压差只有1.7v，显然这是不满足传统线性稳压器的工作条件的。针对这种情况，芯片制造商们才研发出了LDO类的电压转换芯片。

02、LDO的特点

低压降（LDO）线性稳压器的成本低，噪音低，静态电流小，这些是它的突出优点。它需要的外接元件也很少，通常只需要一两个旁路电容。新的LDO线性稳压器可达到以下指标：输出噪声30μV，PSRR为60dB，静态电流6μA，电压降只有100mV。

看了上面的定义，在不了解LDO结构的前提下，大家使用模电知识可以联想到下图低压降稳压器。

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上图是最基本的稳压电路，核心器件是稳压管，它的稳压工作区间决定了输出稳压的范围，通过这种简单电路，可以实现小电流（百mA级别），小动态范围内的稳压。

把上面电路升级一下，如下图：

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上述电路仅多了一个2N3055三极管，目的就是提升输出带载能力，同时三极管还引入了电压负反馈，起到稳定输出电压的作用。当输入电压Vin增大或输出负载电阻增大，输出电压Vout会瞬间增加，三极管的射极电Ve压随之增大，如果基极电压Vb不变，则Vb-Ve就会减小，进而输出电流减小，Vout减小。

上图只是简单基础的低压降稳压器。注意，和我们说的LDO，差了“线性”二字。这里看出上述电路输出电压Vout会受到Vbe电压波动的影响，稳定性较差。且输出电压不可调节。

03、LDO电路

在上述电路的基础上添加“线性”因素，也就是引入运算放大器，加深负反馈的同时提高输出电压稳定性。这也就构成了我们所说的低压差线性稳压器。电路图如下

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在基本稳压管调整电路基础上增加了运算放大器A和分压电阻采样网络R1和R2。当输入电压Vin增大或输出负载电阻增大，输出电压Vout会瞬间增加，通过R1、R2分压采样得到的电压也增加，由于是反向端输入，运放A的输出会相应减小，则Vb-Ve就会减小，进而输出电流减小，Vout减小。由上图电路可以知道，LDO是通过电阻分压的，也即是LDO只能降压，不能升压。而且电流不能过大。

04、LDO应用

LDO的芯片有很多种，我使用过的有AMS1117，spx3819，TLV702x等等。下面我们以spx3819为例简单说一下LDO的应用。

spx3819的特点如下

1. 低噪声：可能达到40uV

2. 高精度：1％

3. 电池反接保护

4. 低压降：满载时为340mV

5. 低静态电流：90uA

6. 零关模电流

7. 固定输出：1.2V，1.5V，1.8V，2.5V，3.0V，3.3V，5.0V

不同的LDO具有不同的性能，大家根据自己实际项目的需求选择。

spx3819的电路图如下，可以看到LDO外围电路十分简单。这也是LDO的优点。

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spx3819提供了3种不同的封装，适用于很多场景。

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它有输出额定电压版本，也就是上文说到的固定输出：1.2V，1.5V，1.8V，2.5V，3.0V，3.3V，5.0V，通过不同的型号后缀区分。

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当然也提供了调节电压的版本，电路和输出电压公式如下

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05、功耗问题

上面我们讲解到LDO的原理，是通过电阻分压的，这使得LDO不适用于大电流的场景，一般不大于1A。这也引出了LDO绕不开的话题：功耗和散热问题。

选择LDO首先要考虑的是LDO的最大输入电压范围和LDO电流输出的能力

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然后较大的电流或较大的LDO电压降会导致较高的组件功率损耗

下图显示的是在特定功率下，LDO电压降和LDO电流之间的关系

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当LDO的功耗增加时，LDO封装的散热功能也必须能够配合，常见的封装如下

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LDO的功耗是曲跨于LDO上的电压降乘以流过LDO的电流而决定，功率主要是损耗在LDO的导通组件，是硅晶变热

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损耗的功率取决于IC封装、PCB布局、环境温度

例如：SOT23的封装，透视图如下

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中心引脚连接到贴着晶粒的导线架。散热主要是向空中散热，通过引脚向PCB散热。

因为外侧引脚与硅晶粒之间的结合线很细，也就是下图的4个引脚，所以主要靠中间的引脚散热，上面也说过，中间引脚连接着导线架。所以可以设计中间的引脚的PCB比较宽。

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还有SOP-08的封装，底层的铜线也可以用于散热。

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如果按照下图设计，散热效果会更好

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06、总结

LDO的优点包括：

（1）结构简单，外围器件少，使用方便。

（2）无开关噪声，可应用于要求高精度低噪声的模拟电路中。

但缺点也同样明显：

（1）只能降压，不能升压。

（2）效率低，特别是输入电压高的情况下，一般负载电流小于1A情况下使用。

 

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标签：输出,应用,引脚,LDO,电压,原理,电流,稳压器
来源： https://www.cnblogs.com/Fireflycjd/p/14942317.html