直流電會存在一個現象,那就是接上負載後電壓會下降,並且抖動得厲害。針對這個現象我們可以使用LDO(線性穩壓器)來解決這個問題。LDO是一種線性穩壓器,它的主要作用是將較高的輸入電壓轉換為穩定的輸出電壓,同時為負載提供穩定的電流。如下圖所示:
LDO(線性穩壓器)概念
線性穩壓器使用在其線性區域內運行的,從應用的輸入電壓中減去超額的電壓,產生經過調節的輸出電壓。其產品均採用小型封裝,具有出色的性能,並且提供熱超載保護、安全限流等增值特性,關斷模式還能大幅降低功耗。
LDO(線性穩壓器)的工作原理
輸入電壓:首先,輸入電壓(Vin)為LDO提供電力。這個電壓通常比所需的輸出電壓(Vout)要高。
誤差放大器:誤差放大器是一個關鍵組件,它比較輸出電壓(Vout)與一個參考電壓(Vref)。如果Vout低於Vref,誤差放大器會輸出一個高的電壓;如果Vout高於Vref,誤差放大器會輸出一個低的電壓。
調整管:調整管(通常是PMOS或NMOS電晶體)根據誤差放大器的輸出進行調整。如果Vout低於Vref,誤差放大器會增加其輸出電壓,從而使調整管更加導通,提高Vout。相反,如果Vout高於Vref,誤差放大器會降低其輸出電壓,使調整管趨於截止,降低Vout。
回饋回路:通過誤差放大器和調整管形成的回饋回路,LDO可以持續地監測和調整輸出電壓,確保其在各種負載和輸入電壓條件下都保持穩定。
輸出電容:為了平滑輸出電壓中的任何瞬態變化,通常會在輸出端放置一個電容。
LDO(線性穩壓器)的優點
LDO通常是高度集成的,包括傳輸元件和回饋環路。一些LDO(例如JY1117)擁有熱保護(TSD),過流保護(OCP)的特性,並且有以下優點。
香港天微JY1117-3.3
使用簡單
價格較便宜
電源抑制比,線性穩壓器對輸入電壓的變化做出快速回應,產生輸入上幾乎沒有任何紋波的輸出電壓。
對負載電壓的變化做出快速回應。
無開關雜訊。其他電壓轉換電路(稱為 DC-DC 轉換器)具有高頻開關雜訊。線性穩壓器不具備這個特性。
LDO(線性穩壓器)的缺點
LDO(線性穩壓器)的主要缺點是效率低下。這是由於傳輸元件兩端的電壓降造成的。這種低效率會導致線性穩壓器過熱。注意您的應用的預期散熱,並確保使用足夠的散熱或銅填充來控制溫升。如果需要高功率、高效率或升壓轉換器,請使用 DC-DC 轉換器。
輸出電流:設計時預留50%的餘量,實際運用過程中,輸出電流的大小和輸入輸出電壓都有關系。
輸出電壓:分為可調和固定,根據實際情況選擇在,一般最好選擇固定的。
輸出電壓精度:一般是2%,還有5%的。
耗散功率:使用時LDO的消耗的功耗不能超過這個值,否則LDO可能會損壞。
地電流:英文Ground Current,指的是輸入電流和輸出電流的差值。指的是LDO正常工作狀態,在特定的負載下,LDO自身消耗的電流。
LDO(線性穩壓器)設計注意事項
要選擇適當的LDO,首先要考慮輸入和輸出電壓範圍、它的電流負載能力和封裝散熱能力。瞭解一個LDO的最小電壓差(dropout voltage)是非常重要的,因為它決定了LDO在輸入、輸出電壓差很小時的輸出穩定能力。
微功率應用中(例如一些長年使用電池的應用),LDO的靜態電流IQ需要很低,以避免不必要的電池消耗,此時就需要特殊的極低靜態電流的LDO。
香港天微JY1117-5.0
在那些需要非常乾淨、低雜訊輸出的應用中,低輸出雜訊和優良的PSRR參數就成為選擇LDO的關鍵指標。
LDO線性穩壓器通常用於:轉換較高的輸入電壓(VIN)為較低的輸出電壓(VOUT);需要非常乾淨的電源,或是對雜訊比較敏感的實際應用;VIN/VOUT比值不是很高,例如要將3.3V輸入轉換成2.5V輸出;需要大電流輸出的應用(通常可以高達1A);落在LDO上的功耗是有限的,例如少於0.8W。
LDO(線性穩壓器)型號推薦
JY1117-3.3、JY1117-5.0線性穩壓器,這兩次款產品憑藉其卓越的性能、穩定的品質和出色的性價比,在市場上備受好評,可以完全替代AMS1117-3.3等系列產品,是香港天微應用較為廣泛的一種小功率降壓穩壓電源晶片,具有輸出電壓對輸入電壓或負載變化反應迅速,輸出電壓紋波和雜訊較低,週邊電路簡單,體積小,價格低等優點。
總體來說,線性穩壓器是一種簡單易用的器件,輸入電壓、輸出電壓、再加幾個電容就解決了。線性穩壓器的優點是簡單易用,輸出電壓紋波小。