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电源之LDO-2. LDO的压降

时间:2023-12-02 11:26来源:未知 作者:admin 点击:
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1.什么是压降?

压降电压 Vdrop 是指为实现正常稳压,输入电压 VIN 必须高出所需输出电压 VOUT的最小压差。

2.压降在数据手册中如何体现?

以经典LDO AMS1117-3.3为例,在数据手册中其Vdrop电压在0.8A时为1.1V,意味着想要输获得3.3V-0.8A的功率输出,在不考虑温度等其他影响条件下,VIN至少要等于3.3+1.1=4.4V。部分手册还会给出具体的输出电流-Vdrop曲线,如下图1

电源之LDO-2. LDO的压降

3. 决定压降的因素是什么?

输出电流是Vdrop的一大影响因素,但其决定因素是LDO 的架构。为说明原因,我们分别介绍PMOS结构LDO与NMOS型LDO,并对比其工作情况。

电源之LDO-2. LDO的压降

PMOS型号LDO稳压输出原理:当Vout小于Vref+(1+R1/R2),即FB小于Vref,运放VP小于VN,运放输出电压Vg减小,Vin不变,即Vs不变,则|Vgs|=|Vg-Vs|增大,所以MOS的Vds减小,Vout=VIN-Vds增大,产生了负反馈;反过来同理。因为运放输出电压最低是0V,所以VGS最大值为VIN-0=VIN,即Vds有限小,Vdrop就等于Vds,这就是PMOS的Vdrop有限小的原因。同时,当输出电流增大时,Vgs也需等大,依旧是同样的原因,输出电流也有限大。为什么数据手册上给的Vdrop要限制输出电流为0.8A?正是由于输出电流和Vdrop都受运放最小输出电压限制。同时由于VGS的最大值等于VIN,所以PMOS型LDO在大电压输入的场合更能获得低的Vdrop。

电源之LDO-2. LDO的压降

与PMOS相似的负反馈,不再赘述,不同的是,NMOS型的Vgs因为Vg受运放最大输出电压Vg的影响有限大,所以Vdrop=Vds有限小。

4.如何降低压降

了解了NMOS和PMOS型LDO的控制逻辑后我们可以轻易得出降低Vdrop的方法-增大|Vgs|,由于Vs我们无法控制,因此我们可以通过增大Vg来增大Vgs,一般有以下两种方法。

①. 为运放增加专用的辅助电源,此电源大于输入电压。

电源之LDO-2. LDO的压降

②. 更简单的方法是加入电荷泵提高运放供电电压。

电源之LDO-2. LDO的压降



审核编辑:汤梓红

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