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TI内部LDO笔记流出!23页干货,拯救无数电子新手!

10月前浏览242
在我们设计产品时,电源方案的选择尤为关键。开关电源和LDO是最常见的两种类型。相信大家已经知道一个基本原则:在低压差、对纹波要求高的场合,LDO往往是首选,用起来简单又省心。

不过LDO的学问远不止这些。值得一提的是,TI的《LDO基础知识》文档,从压降概念到电容选型,从热管理到噪声抑制,涵盖了设计中的各项关键要点,非常适合工程师参考。无论是新手入门还是经验深化,都值得一读。

文末附23页完整PDF电子版获取方式。


011

LDO是怎么工作的?  

想象一下,你正在给精密电路供电,输入电压可能波动,负载也在变化,但输出电压却稳如磐石——这背后,正是LDO在默默调节。

它的核心是三部分协作:

  • 误差放大器:像是一位敏锐的观察者,时刻对比实际输出和理想电压值;

  • 调整管(常为MOS管):相当于一个可精细调节的阀门,根据指令改变开度;

  • 反馈电阻:负责将输出电压的真实情况“报告”回误差放大器。

它们共同构成一个闭环控制系统,让电压稳定在目标值。


021

压降:先从最基础的概念讲起  

压降(Dropout Voltage)可能是LDO最重要的参数之一。它指的是:输入电压必须比输出电压高多少,LDO才能正常稳压。

举个例子,你希望输出3.3V,LDO的压降是200mV,那么输入至少得在3.5V以上。如果输入电压掉到3.4V,输出就会不稳,随着输入一起下降——这时候LDO已经“撑不住”了。


所以在选型时,一定要确保在最恶劣条件下(比如电池低压状态),输入电压仍然高于输出电压加上压降。

而压降值的大小,很大程度上是由LDO的内部架构决定的,比如是PMOS、NMOS,还是带偏置电压的架构。这些都直接影响它的适用场景。


031

输出电容:需考虑降额使用  

很多工程师都知道LDO输出端要接电容,但常常忽略:电容上标的值,并不等于实际能用的值。

你买了一个标称10µF的电解电容,但由于:

  • 直流偏置效应:电压加上去,电容值可能下降;

  • 温度影响:高温环境下容量会降低;

  • 本身误差:通常有±20%的偏差;

     

最后实际可用容量肯定到不了10uF。如果没留够余量,系统稳定性可能会出问题。

所以输出电容的选择,一定要考虑直流偏置、温度和工作环境,谨慎降额使用。


041

发热:要尽可能降低  

LDO的原理决定了它会发热,发热量由一个简单的公式决定:

功耗 = (输入电压 - 输出电压) × 输出电流

举个例子,如果压差3V,电流500mA,那么功耗高达1.5W——这足以让一个小小的LDO迅速升温。一旦芯片结温超过典型值125°C,就会触发过热保护,直接停止输出。

改善散热的方式包括:

  • 选用散热性能更好的封装;

  • 在PCB上大面积铺铜帮助导热;

  • 在输入前端串接电阻分担部分功耗;

  • 布局时远离其他发热元件。


051

静态电流  

你有没有遇到过这种情况:设备没怎么用,电池却很快没电了?问题可能出在LDO的静态电流(IQ)上。

静态电流指的是LDO在空载或待机状态下自身消耗的电流。对于智能手表、遥控器、IoT设备等长期待机的产品来说,这个参数至关重要。现在优秀的LDO静态电流可以做到1µA以下,搭配“使能关断”功能,能极大延长电池寿命。


061

保护功能  

一个好的LDO不应该只是稳压,还要能保护自己和系统。常见的保护包括:

  • 过流保护:输出短路时限制电流,防止烧毁;


  • 反向电流保护:

    在多数LDO中,电流只能从输入流向输出。但如果输出电压意外高于输入,电流就可能反向流动,穿过内部体二极管,造成损坏。

    防止方法包括选用自带防反灌功能的LDO,或者在输出与输入之间跨接一个低压降的肖特基二极管。

  • 过热保护:温度过高时自动关断。

这些都是系统可靠性的重要保障。


这份资料里面还讲到了电源抑制比(PSRR),PSRR越高,说明LDO对输入电源中的噪声抑制能力越强。如果你前端是开关电源,或者系统中有高频噪声源,就一定要关注PSRR这个参数。

LDO自身也会产生噪声,主要来自内部基准电压源。如果你用它为模拟电路、音频Codec或高精度传感器供电,就应选择低噪声型号,有时还可外接“前馈电容”进一步抑制噪声。

注:本资源仅供学习交流,请勿用于商业用途。

来源:硬件笔记本
电源电路电子芯片控制
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-12-04
最近编辑:10月前
硬件笔记本
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