При подключении источника питания к любому другому оборудованию мы можем столкнуться с определенными нежелательными колебаниями напряжения, которые могут привести к серьезному повреждению устройств. Значит, есть необходимость поддерживать постоянное напряжение на уровне питания. Вот тут-то и появляется «Регулятор напряжения». Регуляторы напряжения – это устройства, поддерживающие стабильное выходное напряжение независимо от изменений входного напряжения и нагрузки.

На основе их конструкции со временем был изобретен «регулятор с малым падением напряжения», также известный как «LDO». Чем ниже падение напряжения, тем эффективнее решение LDO.

Эта публикация содержит информацию о том, что такое LDO, введение в принципиальную схему регулятора LDO, 6 основных параметров регулятора LDO и области применения регуляторов LDO. Если вы являетесь поклонником электронных технологий или работаете в области электроники, вам следует узнать о регуляторах LDO с помощью этой публикации. Продолжаем читать!

Делиться заботой!

Содержание

● Что такое LDO?

● Что содержит принципиальная схема регулятора LDO?

● 6 основных параметров регулятора LDO

● Каковы применения регуляторов LDO?

● FAQ

● Заключение

Что такое LDO?

LDO расшифровывается как регулятор с малым падением напряжения. Это линейный регулятор напряжения постоянного тока. Изобретенный Робертом Добкиным в 1977 году, LDO имеет простой и недорогой дизайн. Судя по названию «Low Dropout», этот регулятор может стабильно работать при напряжении всего 1 В.

Эта минимальная разность потенциалов между входным и выходным напряжением, необходимая для работы регулятора, известна как «падение напряжения». Когда разность потенциалов меньше падения напряжения, работа регулятора становится нестабильной.

Входное напряжение LDO подается на компонент, известный как «элемент прохода». Проходным элементом обычно является N-канальный полевой транзистор. Пропускной элемент работает в линейной области и снижает заданный уровень входного напряжения до необходимого уровня выходного напряжения. Затем это напряжение передается на элемент, называемый «Усилитель ошибки». Этот усилитель ошибки сравнивает выходной сигнал элемента Pass с опорным напряжением.

Затем этот усилитель ошибки изменяет рабочую точку затвора полевого транзистора, чтобы устранить ошибку между опорным напряжением и выходным напряжением проходного элемента.

Тем самым поддерживая требуемое устойчивое выходное напряжение на выходе регулятора. Элементы LDO-регулятора На приведенной ниже схеме показана схема LDO-регулятора.

Что содержит принципиальная схема регулятора LDO?

Чтобы понять работу LDO, мы должны понимать значение и конфигурацию некоторых элементов регулятора LDO. Некоторые из важных элементов LDO - это опорное напряжение, усилитель ошибки, обратная связь, проходной элемент и выходной конденсатор.

● Передать элемент

Pass Element - один из основных компонентов LDO. Обычно это Канал N или P канал FET. LDO использует топологию с открытым коллектором вместо топологии эмиттерного повторителя. Следовательно, транзистор можно легко привести к насыщению, используя доступные напряжения регулятора.

Использование полевого транзистора для проходного элемента снижает энергопотребление устройства.

● Отзыв

Обратная связь - это процесс, при котором часть выходного сигнала поступает в схему как вход. Для регулирования питания и устранения нежелательного напряжения в регуляторе используется контур отрицательной обратной связи.

Здесь выходное напряжение является обратной связью усилителя ошибки. Этот усилитель сравнивает выходное напряжение с опорным напряжением. Любая полученная ошибка используется для изменения рабочей точки затвора полевого транзистора, пока не будет получено постоянное выходное напряжение.

● Усиление ошибкиr

Дифференциальный усилитель используется в качестве усилителя ошибки в стабилизаторе LDO. Дифференциальный усилитель усиливает разницу между двумя напряжениями. Этот усилитель ошибки имеет два входа.

На один из входов подается часть выходного напряжения, определяемого схемой делителя напряжения обратной связи.

На второй вход усилителя ошибки подается стабильное опорное напряжение. Усилитель ошибки вычисляет разницу между двумя входными напряжениями. Это напряжение ошибки используется для управления питанием полевого транзистора, чтобы получить постоянное выходное напряжение.

Если напряжение обратной связи ниже опорного напряжения, затвор полевого транзистора опускается ниже. Тем самым увеличивая выходное напряжение, пропуская больший ток.

● Опорное напряжение

Это напряжение остается неизменным независимо от изменений источника питания, температуры, нагрузки или времени. Как один из входов дифференциального усилителя, cшланг опорное напряжение очень полезен для получения стабильных выходных значений.

Здесь мы используем опорное напряжение с запрещенной зоной. Он имеет значение напряжения около 1.25 В.

● Выходной конденсатор

Для стабильности выхода стабилизатора LDO используется конденсатор. Значение ESR выходного конденсатора сильно влияет на стабильность этого устройства. Это также влияет на переходную реакцию на изменения тока нагрузки.

Можно использовать любой конденсатор хорошего качества с минимальной емкостью и максимальным значением ESR.

6 основных параметров регулятора LDO

Некоторые из важных параметров регулятора LDO - это напряжение отключения, ток покоя, КПД, переходная характеристика, линейное регулирование и регулирование нагрузки.

● Падение напряжения

Разность потенциалов между входным и выходным напряжением, ниже которой регулирование не происходит, называется Падение напряжения регулянт. Для стабилизатора LDO падение напряжения очень низкое, что означает, что он может работать на уровнях, очень близких к требуемому выходному напряжению.

Регуляторы с меньшим падением напряжения имеют более высокий КПД.

Введение в падение напряжения, которое важно для LDO

● Ток покоя

Ток покоя также известен как ток заземления. Это разница между входным и выходным токами.

Чтобы максимизировать токовую эффективность схемы, необходимо поддерживать более низкий ток покоя. Это ток, который собирается устройством при отсутствии нагрузки или при очень небольшой нагрузке. Величина тока покоя определяется проходными элементами, температурой и т. Д.

● Эффективность

Эффективность стабилизатора LDO сильно зависит от его тока покоя, входного и выходного напряжения. Эффективность LDO рассчитывается как:

Эффективность = (IoVo / ([Io + Iq] Vi) * 100

Здесь Io - выходной ток, «Iq» - ток покоя, «Vi» - входное напряжение, а Vo - выходное напряжение.

Уменьшение падения напряжения и тока покоя увеличивает эффективность регулятора. Это также снижает рассеиваемую мощность схемы.

● Переходный ответ

Ассоциация допустимое максимальное изменение выходного напряжения ступенчатое изменение тока нагрузки известно как переходная характеристика.

Переходное изменение напряжения рассчитывается как:

ΔV tr, max = (Io, max / Co + Cb) Δt1 + ΔVESR

Где Δt1 = ширина полосы замкнутого контура стабилизатора LDO, ΔVESR = изменение напряжения из-за ESR выходного конденсатора. Co = значение выходного конденсатора, Cb = конденсатор байпаса, обычно добавляемый к выходному конденсатору, Io, max = максимальный ток нагрузки.

● Регулирование линии

Способность схемы поддерживать заданное выходное напряжение при изменении входного напряжения называется линейным регулированием. Он определяется отношением изменения выходного напряжения к изменению входного напряжения.

Регулировка линии = ΔVo / ΔVi

Регулировка линии - это установившийся параметр. Следовательно, все частотные составляющие не учитываются. Увеличение коэффициента усиления разомкнутого контура улучшает линейное регулирование схемы.

● Регулировка нагрузки

Способность схемы поддерживать заданное выходное напряжение при различных условиях нагрузки известна как регулирование нагрузки.

Увеличение коэффициента усиления разомкнутого контура улучшает регулирование нагрузки схемы.

Регулировка нагрузки = ΔVo / ΔIo. Как и в случае линейного регулирования, регулирование нагрузки также является установившимся параметром.

Каковы применения регуляторов LDO?

Регулятор LDO имеет меньший размер устройства. В отличие от других регуляторов DC-DC, LDO не имеет шума переключения, так как переключение не происходит. Имеет очень простой дизайн. Регулятор LDO используется в сотовых телефонах, оборудовании с батарейным питанием, ноутбуках, портативных компьютерах, различной бытовой электронике, линейных источниках питания с высокой эффективностью и т. Д. В дополнение к работе в качестве регулятора LDO также используется в качестве фильтра для удаления вызванной пульсации в выходном напряжении при использовании в схеме переключателей.

Часто задаваемые вопросы

1. Q: Какая польза от регулятора LDO?

О: Регулятор LDO используется для получения более низкого выходного напряжения от основного источника питания или аккумулятора. Выходное напряжение очень стабильно при изменении линии и нагрузки, не зависит от изменения температуры окружающей среды и остается стабильным с течением времени.

2. В: Как работает LDO?

О: LDO - это линейный стабилизатор с небольшим падением напряжения между входом и выходом. Он может хорошо работать, даже если выходное напряжение очень близко к входному. В отличие от линейного регулятора, он требует большого падения напряжения между входом и выходом. Выход может нормально работать.

3. В: В чем разница между LDO и стабилизатором напряжения?

О: Существует два типа линейных регуляторов: стандартный линейный регулятор и линейный регулятор с малым падением напряжения (LDO). Разница между ними - это запас или падение напряжения, необходимое для прохождения через элемент и поддержания стабильного выходного напряжения.

4. В: В чем разница между LDO и DC-DC?

A: Преобразователь постоянного тока в постоянный регулирует мощность за счет размыкания и замыкания переключающих элементов (полевых транзисторов и т. д.). С другой стороны, стабилизатор LDO регулирует питание, контролируя сопротивление полевого транзистора во включенном состоянии. Преобразователь постоянного тока в постоянный очень эффективен при преобразовании электроэнергии посредством управления переключением.

Заключение

На этой странице мы знаем, что такое LDO, важные компоненты принципиальной схемы регулятора LDO, основные параметры регулятора LDO и применения регуляторов LDO. Если вы считаете, что это полезно для вас, поделитесь им с друзьями! Следите за нами, и мы будем продолжать обновлять для вас последние технические новости.