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01 物联网系统中为什么要使用线性电源芯片(LDO) 在物联网系统中，使用线性电源芯片（LDO，Low Dropout Regulator）的原因主要可以归纳为以下几点： 低功耗与高效率 低压差：LDO能够在输入电压与输出电压之间保持较低的压差，这意味着在转换电压时耗散的能量较少，从而提高了电源效率。这对于依赖电池供电的物联网设备尤为重要，有助于延长设备的电池寿命。 静态电流低：LDO在待机或轻载条件下消耗的电流较低，这进一步减少了设备的能耗。 高稳定性 输出电压稳定：LDO通过内部反馈机制，能够精确控制输出电压，确保在各种负载条件下都能保持稳定。这对于需要稳定电源供电的物联网设备（如传感器、微控制器等）至关重要。 良好的线性调整率和负载调整率：LDO在输入电压或负载电流变化时，能够保持输出电压的稳定，减少波动，提高系统的可靠性。 低噪声 LDO的噪声性能较好，有助于降低物联网设备的噪声干扰。这对于需要高精度数据采集和处理的物联网应用尤为重要，如医疗监测、环境监测等领域。 简单易用 外围电路简单：LDO的使用相对简单，通常只需在外围添加少量电容即可工作，无需复杂的控制电路。这降低了电路设计的复杂性和成本。 封装小：LDO芯片通常采用小封装设计，便于在物联网设备中紧凑布局，节省空间。 成本效益 尽管在某些高功率应用中，开关电源可能具有更高的效率，但在物联网领域，由于设备数量众多且对成本敏感，LDO因其低成本和高集成度而具有显著优势。通过选择合适的LDO型号和优化电路设计，可以在满足性能要求的同时降低成本。 保护机制 部分LDO还具备过流保护、过热关断等安全机制，能够在异常情况下保护电路和设备免受损坏，提高系统的可靠性和安全性。 综上所述，LDO因其低功耗、高效率、高稳定性、低噪声、简单易用以及成本效益等优点，在物联网系统中得到了广泛应用。随着物联网技术的不断发展，LDO在无线传感器电源设计中的应用将更加广泛，为物联网应用提供更加高效、可靠的电源解决方案。 本文会再为大家详解电源芯片家族中的一员——线性电源芯片(LDO)。 02 线性电源芯片(LDO)的简介 LDO（low dropout regulator，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。 03 线性电源芯片(LDO)的分类 PMOS LDO： 常见的LDO是由P管构成的，由于LDO效率比较低，因此一般不会走大电流。 NMOS LDO： 针对某些大电流低压差需求的场合，NMOS LDO应运而生。 传统PNP LDO： 正输出电压的LDO（低压降）稳压器通常使用功率晶体管（也称为传递设备）作为 PNP。这种晶体管允许饱和，所以稳压器可以有一个非常低的压降电压，通常为 200mV 左右。 传统NPN LDO： 使用 NPN 复合电源晶体管的传统线性稳压器的压降为 2V 左右。负输出 LDO 使用 NPN 作为它的传递设备，其运行模式与正输出 LDO 的 PNP设备类似。 04 线性电源芯片(LDO)的工作原理 LDO=low dropout regulator，低压差+线性+稳压器。 低压差： 输出压降比较低，例如输入3.3V，输出可以达到3.2V。 线性： LDO内部的MOS管工作于线性电阻。 稳压器： 说明了LDO的用途是用来给电源稳压。 4.1内部结构 以PMOS LDO为例： LDO内部基本都是由4大部件构成，分别是分压取样电路、基准电压、误差放大电路和晶体管调整电路。 分压取样电路 ： 通过电阻R1和R2对输出电压进行采集； 基准电压： 通过bandgap（带隙电压基准）产生的，目的是为了温度变化对基准的影响小； 误差放大电路 ： 将采集的电压输入到比较器反向输入端，与正向输入端的基准电压（也就是期望输出的电压）进行比较，再将比较结果进行放大； 晶体管调整电路 ： 把这个放大后的信号输出到晶体管的控制极（也就是PMOS管的栅极或者PNP型三极管的基极），从而这个放大后的信号（电流）就可以控制晶体管的导通电压了，这就是一个负反馈调节回路。 4.2 负反馈流程 以PMOS LDO为例： 反馈回路 ​ PMOS驱动的反馈 LDO工作原理就一句话：通过运放调节P-MOS的输出。 05 主要参数 输入输出压差（Dropout Voltage）： 对于LDO来说，输入电压是高于输出电压的，但是两者压差一般都是很小，LDO的输入电流几乎等于输出电流，因此压差越大，效率越低（本身吃掉了很多能量电流×晶体管压降）， 压差越小，LDO电压转换效率越高以及能量损耗越小。 电源抑制比（PSRR）： LDO的 PSRR数据是用来量化LDO对不同频率的输入电源纹波的抑制能力的，它反映了LDO不受噪声和电压波动、保持输出电压稳定的能力。 在特定频段内，PSRR越大越好。 100K到1MHz内的PSRR非常重要，这个是DCDC的噪声频率范围，LDO经常作为DCDC的下一级，要有能力滤除来自DCDC的大量噪声。 在ADC，DAC，Camera的AVDD供电上，我们要选择PSRR大于80dB（@100Hz）的LDO。LDO的环路控制往往是确定电源抑制性能的主要因素，同时大容量，低ESR的电容对电源一直也非常有用，建议选择陶瓷电容。 PSRR与频率有关，LDO的规格书一般会给出几个频点的PSRR值。 噪声（Noise）： 不同于PSRR，噪声是指LDO自身产生的噪声信号，低噪声的LDO稳压芯片可以很好的降低LDO产生的额外噪声，输出的电压更纯净，噪声一般计算出的值是有效值(rms)，也可以用peak to peak来分析。 如下是某LDO的噪声水平，通常在uV级别 LDO输出噪声的另一种表示方式是噪声频谱密度。只有高精度，低噪声电路上才需要关注这个参数。 静态电流（Iq）： 静态电流（Quiescent Current）是外部负载电流为0时，LDO内部电路供电所需的电流。内部电路包括带隙基准电压源、误差放大器、输出分压器以及过流和过温检测电路。这个电流经过从LDO的GND流出。 在一些电池供电低功耗场景下，要考虑LDO本身自身消耗的静态电流。休眠阶段的电源消耗成为影响电池寿命的关键因素。要想最大限度地降低睡眠期间的功率消耗，选择具有极低静态电流的器件就是必须的。 一般LDO芯片的静态电流的大小与芯片的其他性能成反关系，如低噪声，高电源电压抑制比，动态性能好的LDO静态电流都偏大一些。 低IQ的LDO做的好的话＜100nA。 06 线性电源芯片(LDO)和DCDC区别 LDO外围器件少，电路简单，成本低，通常只需要一两个旁路电容； DC-DC外围器件多，电路复杂，成本高； LDO负载响应快，输出纹波小； DC-DC负载响应比LDO慢，输出纹波大； LDO效率低，输入输出压差不能太大； DC-DC效率高，输入电压范围宽泛； LDO只能降压； DC-DC支持降压和升压； LDO和DC-DC的静态电流都小，根据具体的芯片来看； LDO输出电流有限，最高可能就几A，且达到最高输出和输入输出电压都有关系； DC-DC输出电流高，功率大； LDO噪声小； DC-DC开关噪声大，为了提高开关DC-DC的精度，很多应用会在DC-DC后端接LDO； LDO分为可调和固定型； DC-DC一般都是可调型，通过FB反馈电阻调节； 07 应用电路 7.1 ACDC电路 最常见的AC/DC电源，交流电源电压经变压器后，变换成所需要的电压，该电压经整流后变为直流电压。 在该电路中，低压差线性稳压器的作用是：在交流电源电压或负载变化时稳定输出电压，抑制纹波电压，消除电源产生的交流噪声。 7.2 蓄电池电路 各种蓄电池的工作电压都在一定范围内变化，为了保证蓄电池组输出恒定电压，通常都应当在电池组输出端接入低压差线性稳压器。 低压差线性稳压器的功率较低，因此可以延长蓄电池的使用寿命，同时，由于低压差线性稳压器的输出电压与输入电压接近，因此在蓄电池接近放电完毕时，仍可保证输出电压稳定。 7.3 开关性稳压电源电路 众所周知，开关性稳压电源的效率很高，但输出纹波电压较高，噪声较大，电压调整率等性能也较差，特别是对模拟电路供电时，将产生较大的影响。 在开关性稳压器输出端接入低压差线性稳压器，就可以实现有源滤波，而且也可大大提高输出电压的稳压精度，同时电源系统的效率也不会明显降低。 7.4 共电池电路 在某些应用中，比如无线电通信设备通常只有一足电池供电，但各部分电路常常采用互相隔离的不同电压，因此必须由多只稳压器供电。 为了节省共电池的电量，通常设备不工作时，都希望低压差线性稳压器工作于睡眠状态，为此，要求线性稳压器具有使能控制端。 有单组蓄电池供电的多路输出且具有通断控制功能的供电系统。 7.5 附加功能 通/断控制功能，允许使用机械开关、门电路或单片机来关断LDO的输出，使之进入低功耗的待机模式(亦称备用模式)。 输入电压反极性保护功能用来防止当输入电压极性接反时损坏LDO。 故障标记输出功能,当输出电压(或输入电压)低于规定阈值电压时，LDO能输出故障标记信号，微处理器在接收到此信号后，可及时完成数据存储等项工作。 瞬变电压保护功能，将LDO用于汽车电子设备时，需要对负载的瞬态变化(如突然卸载)进行保护，一旦输出端出现瞬变电压，立即将输出关断，等瞬变电压过去之后，又迅速恢复正常工作。 跟踪能力某些多路输出式LDO需要具有跟踪能力，其中一路或几路辅助输出电压能自动跟踪主输出电压的变化，并及时调整自己的输出电压值，以减小各路输出之间的相对变化量。 排序，所谓排序，就是在多个稳压电源构成的电源系统中，使每个稳压电源的输出都能按照规定的顺序接通或关断。 08 选取原则 电压类型：确定电路需要的电压类型是正电压还是负电压。正电压的器件较多，负电压的器件可以考虑LM2991（较多大公司使用）。 输入电压：稳压器输入端可以输入的电压范围（注意输入电压需要降额80％考虑）。 输出电压：稳压器输出端的输出电压值，不要选有ADJ功能的，这样节省器件，降低干扰。 输出电流：稳压器输出端的最大输出电流值（至少留25%裕量）。 压差：确定压差是否合适，一定要查看规格书上，对应最大电流的最小压差要求。 封装：单板PCB、结构尺寸和生产线对封装形式的要求。 线性调整率：稳压器输入变化对输出的影响，即在负载一定的情况下，输出电压变化量和输入电压变化量之比。线性调整率越小越好。 负载调整率：是指在给定负载变化下的输出电压的变化，这里的负载变化通常是从无负载到满负载。负载调整率越小越好。 电源纹波抑制比(PSRR)：表示稳压器抑制由输入电压造成的输出电压波动的能力。线性调整率只有在直流电时才需要考虑，但是电源抑制比必须在宽频率范围上考虑。PSRR是一个用来描述输出信号受电源影响的参量，PSRR越大，输出信号受到电源的影响越小。如果用在低噪声场合，一定要选择高PSRR（80dB以上）的LDO，建议在80dB以上。 瞬态响应：表示负载电流突变时引起的输出电压的最大变化，它是输出电容及其等效串联电阻和旁路电容的函数。其中输出电容的作用是提高负载瞬态响应的能力，也起到了高频旁路的作用。 静态电流(Iq)：又叫接地电流，是通路元件的偏流和驱动电流的组合，通常保持尽可能低的水平。静态电流越大，稳压器的效率越低。如果是电池供电，对续航要求很高，一定要选择Iq低的LDO。 最大耗散功率：为了确保LDO节点温度不至于过高而损坏，LDO都必须计算最大耗散功率。LDO的实际耗散功耗要小于最大耗散功率，否则可能损坏LDO芯片。 输出电容以及ESR值：如果器件对输出电容以及ESR有特殊要求，考虑公司现有器件是否满足要求（几乎每一家的LDO，CIN和COUT都要求1uF以上，ESR越低越好，最好小于100mΩ，但也不能太小，低于几个mΩ也可能使LDO工作不稳定）。 供应商A ：亚科美微 1、产品能力 （1）选型手册亚科美微电子产品型录.pdf （2）主推型号1： ACM29302WU_WU 对应的产品详情介绍 产品概述 MIC29302WU是一款由亚科美微电子（深圳）有限公司设计生产的低压差、大电流且精度高的电压调节器电路。该芯片以超βPNP工艺制作的PNP管作为调节元件，具有优异的性能表现。 主要特性 低压差特性：在满载条件（3A）下，输入输出压差仅为370mV（典型值），这使得它在需要低压差应用的场景中表现出色。 大电流输出：能够稳定输出高达3A的电流，满足各种大电流需求的应用场景。 高精度：通过精确的电压调节和稳定的输出特性，确保在各种负载条件下都能保持输出电压的稳定。 宽输入电压范围：支持最大输入电压为26V，提供了更广泛的应用灵活性。 温度范围宽：能够在-40°C至+125°C的温度范围内正常工作，满足恶劣环境下的使用需求。 应用领域 MIC29302WU广泛应用于需要大电流、低压差和稳定电压输出的电源系统中。特别是在电池供电的物联网设备、便携式电子设备、汽车电子、工业自动化等领域中，其高性能和可靠性得到了广泛的认可和应用。 封装与尺寸 该芯片采用TO-263-5封装，具有良好的散热性能和较小的体积，便于在电路板上布局和安装。 硬件参考设计 研发设计注意使用事项 ACM29302地端电流大约为 IOUT 的 0.01A,不适用于电池供电设备长期在低功耗运行的场景。 2、支撑 （1）技术产品 技术资料 ACM29302WU_WT.pdf 供应商B：国芯 1、产品能力 （1）选型手册 （2）主推型号：AMS111733 对应的产品详情介绍 产品概述 AMS1117-3.3是由国内芯片制造商（如赫尔半导体、友台半导体、深圳汉芯等）生产的低压差线性稳压器，具有固定的输出电压3.3V。它广泛应用于各种需要稳定电压供电的电子设备中，特别是在对电源噪声敏感的电路中表现尤为出色。 主要特性 输出电压稳定：AMS1117-3.3能够提供稳定的3.3V输出电压，满足大多数电子设备对稳定电源的严格要求。 低压差特性：该芯片具有较低的输入输出电压差（Dropout Voltage），这意味着在转换电压时耗散的能量较少，提高了电源效率。 高精度：AMS1117-3.3的电压精度高，能够确保输出电压的精确度，满足高精度应用的需求。 低噪声：该芯片具有较低的输出电压噪声，这对于对电源噪声敏感的电路来说至关重要。 负载调整率和线性调整率优异：即使在负载电流和输入电压发生变化时，也能稳定地输出设定的电压值。 保护机制：具备过热保护和限流保护功能，有效防止芯片在异常情况下受损，提高了系统的可靠性和稳定性。 封装与尺寸 AMS1117-3.3芯片通常采用不同的封装形式，如TO-252等。封装尺寸紧凑，便于在电路板上布局和安装。 应用领域 AMS1117-3.3芯片的应用领域十分广泛，包括但不限于： 消费类电子产品：如智能手机、平板电脑、蓝牙音箱等，为各种芯片和模块提供稳定的电源。 工业控制领域：用于为传感器、控制器等提供可靠的电源支持。 通信设备：保障信号处理模块的稳定供电。 智能家居系统：如智能门锁、智能摄像头、智能家电等，都需要稳定的电源来保证其正常工作和长期可靠运行。 选择建议 在选择AMS1117-3.3芯片时，建议考虑以下因素： 输出电压：确认所需输出电压为3.3V。 负载电流：根据应用需求选择合适的负载电流，确保芯片能够提供足够的电流支持。 封装形式：根据电路板布局和安装需求选择合适的封装形式。 温度和空间限制：考虑应用环境的温度和空间限制，选择适合的芯片型号。 硬件参考设计 研发设计注意使用事项 散热问题： AMS1117最大能提供1A以上电流，因此当电流工作在大电流，高输入输出电压情况下时，芯片自身所消耗功耗将达到几瓦的数量级，此时必须考虑芯片的热耗散能力。 线性电源输入输出的压差大，要注意是否会导致芯片过热，加速芯片老化，埋下质量隐患。设计人员一定要严谨，做到精益求精。比如给stm32的系统供电，需要先用LM2596从12V降到5V，再用1117降到3.3V，没特别要求的供电，这种方案可适用大多数的供电场合。 AMS1117的SOT-223贴片式封装形式热阻约为20°C/W（从芯片的内部到封装基板），从封装基板和环境温度之间的热阻取决于应用AMS1117的PCB板上的铜箔面积，当铜箔面积等于5cm*5cm（正反两面）时，该热阻约为30°C/W。因此总的热阻为20°C/W。若想进一步降低热阻则需适当增加铜箔面积 核心料（哪些项目在用） 奇迹物联叉车监控项目, AM21EV4 demo板 2、支撑 （1）技术产品 技术资料 C2992570_AMS1117-3.3_2022-07-29.pdf 供应商C：贝岭 1、产品能力 （1）选型手册 （2）主推型号1:BL9157 产品详情介绍 贝岭BL9157是一款由上海贝岭（BELLING）生产的低功耗CMOS型低压差线性稳压器芯片IC。以下是对该产品的详细介绍： 基本信息 品牌：BELLING/上海贝岭 型号：BL9157 封装形式：如SOT89-3(A)等，具体封装形式可能因不同批次或产品而异。 批次：不同批次可能有所不同，如24+、1年内等。 技术参数 最大输入电压：30V（根据某些资料） 输出电压：可调或固定，范围通常在1.8V至5.0V之间。 压差：650mV@100mA (VOUT=5V)（根据某些资料） 静态电流（地电流）：低至2μA（根据某些资料） 输出电流：可达150mA（根据某些资料） 电源纹波抑制比（PSRR）：-60dB@217Hz（根据某些资料） 工作温度：通常范围在-40°C至85°C或-10°C至130°C之间，具体取决于不同批次或产品规格。 RoHS：是，符合环保要求。 物理尺寸 长度、宽度和高度可能因封装形式而异，但通常较小，便于在电路板上安装。 应用领域 贝岭BL9157低功耗CMOS型低压差线性稳压器芯片IC广泛应用于需要稳定电压供应的电子设备中，如便携式设备、消费电子、工业自动化、汽车电子等领域。其低功耗特性使得它在电池供电的设备中尤为受欢迎。 注意事项 在使用贝岭BL9157芯片时，请务必参考其数据手册和规格书，以确保正确连接和使用。 注意芯片的工作温度范围，避免在高温或低温环境下长时间工作。 在设计和制造过程中，应确保芯片与其他元器件之间的电气连接正确无误。 总之，贝岭BL9157是一款性能优良、低功耗的CMOS型低压差线性稳压器芯片IC，适用于多种电子设备中。如需更多信息，请查阅相关数据手册或咨询专业人士。 硬件参考设计 （3）主推型号2:BL9133 产品详情介绍 基本信息 品牌：BL/上海贝岭 型号：BL9133 封装：NA（具体封装形式可能因不同批次或产品而异） 批次：1年内（表示该产品是近一年内生产的） 技术参数 产品种类：电子元器件 RoHS：是，符合环保要求 最小工作温度：-40°C（表明该产品在低温环境下仍能正常工作） 最大工作温度：100°C（表明该产品在高温环境下仍能保持稳定性能） 最小电源电压：4.5V（产品正常工作时所需的最小电压） 最大电源电压：8.5V（产品能承受的最大电压） 物理尺寸：长度8.2mm，宽度9.4mm，高度2.5mm（这些尺寸有助于了解产品在电路板上的占用空间） 应用领域 贝岭BL9133作为电子元器件，可能广泛应用于各种需要稳定电压供应的电子设备中，如消费电子、工业自动化、汽车电子等领域。其具体的应用场景可能因产品特性和客户需求而异。 注意事项 在购买和使用贝岭BL9133时，请务必参考其数据手册和规格书，以确保正确连接和使用。 注意产品的工作温度范围，避免在高温或低温环境下长时间工作。 在设计和制造过程中，应确保产品与其他元器件之间的电气连接正确无误。 总之，贝岭BL9133是一款性能稳定、符合环保要求的电子元器件，适用于多种电子设备中。如需更多信息，请查阅相关数据手册或咨询专业人士。 硬件参考设计 （4）主推型号3:BL9136 对应的产品详情介绍 硬件参考设计 2、支撑 （1）技术产品 技术资料 BL9157_V1.1_en.pdf Belling-BL91XX.pdf 供应商D:德仪（TI） 1、产品能力 （1）选型手册 （2）主推型号1:TLV70033DDCR 对应的产品详情介绍 硬件参考设计 奇迹物联叉车监控项目 2、支撑 （1）技术产品 技术资料 tlv700.pdf 供应商E:HOLTEK（台湾泰合） 1、产品能力 （1）选型手册 （2）主推型号1:HT7530-3 产品详情介绍 硬件参考设计 2、支撑 （1）技术产品 技术资料 VIN=30VVOUT=3V100MA_2018-12-07 (1).PDF 技术对接 技术能力 低功耗：1μA 低电压降：30mV 低温系数：100PPM/℃ 高输入电压：高达30V 静态电流1：μA 高输出电流：100mA 输出电压精度：公差±2% 封装：3针TO92、3针SOT89和5针SOT23 供应商F:RICHTEK(台湾立锜) 1、产品能力 （1）选型手册 RICHTEK RT_PRODUCT_LDO_SINGLE(2023-02-15).xls （2）主推型号1：RT9013 对应的产品详情介绍 硬件参考设计 2、支撑 （1）技术产品 技术资料 C47773_正VIN=5.5VVOUT=3.3V500MA50DB@(10KHZ)_2015-05-04.PDF 供应商G:ON/安森美 1、产品能力 （1）选型手册 （2）主推型号1：MC7805 产品详情介绍 硬件参考设计 研发设计注意使用事项 78xx系列IC正常工作时，要求输入电压至少要比输出电压高2V，这样IC内部的调整管才能正常工作。若无法保证输入电压高于输出电压2V以上，78xx无法输出稳定的电压，其输出电压会随输入电压变化而变化。本电路中的7805若想输出5V的稳定电压，其输入电压Vin至少要在7V以上。 78xx稳压IC在正常工作时，不允许输出端串入高于Vin的电压（在检修电路时，有时会发生这种情况），否则其内部调整管的be结可能会被击穿而永久性损坏，故我们经常见到一些电路中，在78xx的输出端与输入端之间接一个1N4007之类的二极管（即图1中的VD2），该管是起保护作用的。有时为了防止输入电压极性接反而损坏78xx，还可以在其输入端串联一个二极管作为保护（图1中的VD1）。 在大电流下，78xx的压差（即输入电压与输出电压之差）不能过大，否则78xx会严重发热，由于此时其内部过热保护电路将起作用，从而使输出电压不稳定。 7805的最高输入电压为35V，输出电流最大为1.5A。该IC的散热片是与其GND引脚相通的（对于79xx或LM317，其散热片是与其输入引脚或输出引脚相通的）。 核心料（哪些项目在用） 奇迹物联 利驰叉车监控项目 2、支撑 （1）技术产品 技术资料 C83632_正VIN=35VVOUT=5V1A68DB@(120HZ)MC7805BDTG.PDF 技术对接 技术能力 输出类型：固定 输出极性：正 输出通道数：1 最大输入电压：35V 输出电压：5V 压差 ：2V@(1A) 输出电流：1A 本文章源自奇迹物联开源的物联网应用知识库Cellular IoT Wiki，更多技术干货欢迎关注收藏Wiki： Cellular IoT Wiki 知识库(https://rckrv97mzx.feishu.cn/wiki/wikcnBvAC9WOkEYG5CLqGwm6PHf) （如有侵权，联系删除）

低压差线性稳压器（LDO）是一种高效的电源管理组件，其设计旨在将输入电压稳定转换为低噪声的输出电压，以供电子设备使用。在现代电子系统中，对电源管理技术的要求越来越高，而LDO凭借其高效率、低电压转换和单电源运作的特性，在众多领域得到了广泛应用。 从定义与分类来看，LDO是一种利用线性调节原理来实现电压稳定的器件。与传统线性稳压器相比，LDO具有更低的输入输出压差要求，使得其在输入电压仅略高于输出电压时仍能正常工作。按传递设备的不同类型的话，LDO可以分为PMOS LDO、NMOS LDO以及传统PNP和NPN LDO等类型。 关于LDO的工作原理，其主要由分压取样电路、基准电压、误差放大电路和晶体管调整电路四大部件构成。当输出电压发生变动时，分压取样电路会与基准电压进行比较，误差放大器随即调节PMOS驱动的输出，通过负反馈机制维持输出电压的稳定。 从主要性能参数来说，这些包括压差电压、静态电流、电源抑制比（PSRR）、噪声和瞬态响应等。压差电压是LDO性能的关键指标，优质的LDO具有极低的压差电压，这意味着即使在输入输出电压非常接近的情况下，LDO也能有效地进行电压调节。静态电流指的是LDO内部电路自身消耗的电流，一个理想的LDO应具备较低的静态电流，以提高整体效率。 在选择与应用方面，选择LDO时要考虑其特性参数是否符合应用需求，例如在噪声敏感的应用中选择一个低噪声的LDO。此外，要注意外接电容的选择对稳定性的影响，以及在大电流场合中采用SENSE功能进行准确的电压监测。 未来发展趋势中，随着半导体工艺技术进步和新材料的应用，LDO的制造成本和集成度有望进一步优化。同时，耐温性、噪声水平和抗干扰能力的提升也将是LDO未来发展的重要方向。 总之，LDO稳压器作为一种电源管理解决方案，以其独特的低压差和线性稳压特性，在现代电子系统中发挥着重要作用。了解其工作原理、性能参数和应用要点，对于设计稳定可靠的电源系统至关重要。随着技术的不断进步，LDO将继续演化以满足未来电子设备对电源管理的高标准要求。

在现代电子设备遍布的时代，电源模块的设计与应用成为了电子工程领域中的核心议题。而LDO（低压差线性稳压器）电源模块，因其出色的线性特性和稳定性，在众多应用中备受青睐。为了满足不断增长的电子设备性能需求，如何优化LDO电源模块PCB设计，实现更高的电源效率和稳定性，成为了工程师们迫切需要解决的问题。 LDO在电源设计中扮演着至关重要的角色，能够在输入输出间维持较小的压差，使得线性电压调整更为高效。当输出电压在正常工作状态下下降至额定输出电压的98%时，对应的输入与输出电压差即为Drop电压。值得注意的是，Drop电压会受到负载变化的影响。 LDO线性稳压电源凭借其出色的性能、高可靠性、易于组装调试以及低成本等优势，成为电源设计的热门选择，然而也存在功耗较大、发热量高以及效率普遍仅为45%左右的问题。典型的LDO线性稳压电源由调整管、比较放大部分、反馈采样部分以及基准电压部分构成。 在LDO的选型中，uP-MOSFET LDO与PNP LDO是两种常见的选择。uP-MOSFET LDO以其简单的驱动与低Rds值而备受推崇，然而其较高的成本也限制了其广泛应用。与之相对，PNP LDO虽然需要更高的Drop电压，但其具备承受高输入电压的优势。 在选择适合的LDO类型时，PCB设计师需要根据实际的应用需求与预算进行综合考量。对于追求更高电源效率与性能的设计师而言，了解并权衡各种LDO类型的优缺点至关重要。

----- 简介 ----- 主要内容包括： 如何获得更低的输出噪声性能？如何优化LDO的PCB布局？ 前篇： 电源之LDO-8.LDO选型与计算 个人公众号：硬件之路学习笔记 ----- 正文 ----- 一、获得更低的噪声与纹波 1. 输入输出电容 关于输入输出电容，我在之前的篇章进行过讲解，需要考虑到MLCC的直流偏压特性与温度特性等，请参考： 电源之LDO-6. LDO的输出电容 为 了对不同频率的噪声进行滤除，除了满足手册要求的容量外，我们还可以再额外并联几个不同数量级的容量的电容。 2. 加入前馈电容CFF 参考： 电源之LDO-5. LDO的噪声 3. 错误改进 前篇文章将PG引脚上拉到输出是错误的，因为用的是3.3V电源的MCU，所以上拉不能用4V，因此此引脚应该接MCU的电源 4.优化后的原理图如下 ： 二、PCB布板 1. 布板如下： 2. 输入输出电容布局 输入电容靠近输入IN引脚放置，输出电容靠近输出OUT引脚放置，且电容按电流方向容值由大到小顺序摆放。 3.尽量在输出电压经过滤波电容后再接反馈电阻 4. 反馈电阻 反馈电阻靠近IC放置，反馈引线尽量靠近IC的FB脚且尽量远离其他引线。 5. 散热焊盘打孔到底层，利于散热 6. 多打地孔，有利于电源回流 7.电流线宽度 设计电流600mA，我们按照800mA作为裕度，应该将线宽设置为30mil。 8.45°斜角 个人喜欢在覆铜拐弯或者出现90°交叉的地方加入45°的斜角 ---- 总结 ---- 本篇介绍了LDO的PCB布局注意要点，至此LDO整个篇章暂告一段落，后期发现新的问题或者知识也会再更新。后面一两个月打算写一下运放相关的知识。 个人公众号：硬件之路学习笔记 阅读更多文章

----------------------------------------- 简介 -------------------------------------- 个人公众号：硬件之路学习笔记 个人公众号：硬件之路 学习笔记 个人公众号：硬件之路 学习笔记 主要内容包括： LDO在实际应用中应该如何选取？输入输出电容如何选取?热性能如何估算？负载应该多大？ ----------------------------------------- 正文 -------------------------------------- 一、明确需求并选型 1. 输出电压 根据电路需求明确LDO的输出电压大小，如果后级电路容纳电压范围较大，应当尽量选择常见电压，如3.3V、2.5V等。因为这样的电压等级可以选择固定输出电压的LDO，输出电压更加准确且不需要外部反馈电阻。 2. 输出电流 根据后级电路需求明确LDO的输出电流能力，并在预估的最大电流基础上留有一定裕度，例如需求600mA，可以选择800mA最好是1A输出能力的LDO，这样对提高LDO的热性能以及噪声抑制能力有利。 3. 异常保护能力 根据项目情况确定是否需要多大的过流保护能力，防止短路时烧坏后 级 电路；同时还有热关断等能力也是需要考虑的项。 4. 精度 根据后级电路需求明确LDO的精度，包括整个工作温度范围与整个负载范围内的精度。 5. 外置 使 能 根据项目情况确定是否需要使能控制LDO工作与否。 6.软起动 根据项目情况确定是否需要软起动功能的LDO。 7. 压降 根据前后电路确定LDO的压降大小，并根据LDO数据手册的相关信息选型。 我们假设我们需要一款负载能力大于800mA，输入电压5V，输出电压4V的LDO，电压精度不小于3%；拥有使能开关引脚，由3.3V单片机高低电平控制；拥有软起动功能；其工作温度环境为50℃；有输出异常指示引脚。 筛选后的型号为：TI的TPS7A91，其精度在整个温度范围与负载范围内为1%，输入电压范围1.4~6.5V，输出电压范围为0.8~5.2V；下面我们对其性能进行具体分析并绘制其外围电路。 二、外围电路与参数计算 1. 热性能-参考： LDO的热性能 已知压降为5V-4V=1V；负载电流最大800mA；则最大功率为1*0.8=0.8W； 查看数据手册发现其SON-10封装热阻RθJA为56.9℃/W，则其温升为： 56.9*0.8=45.52；由于其工作环境温度为50℃，则内核温度为： 45.52+50=95.52℃，未超过其最大内核温度125℃，满足要求。 2. 压降 其数据手 册 压降与 负载电流、输入电压关系如下图 ：可以看出其在5V输入负载800mA、工作温度50℃下的压降不会超过200mV，而能提供的最大压降为5V-4V=1V，足以满足要求。 3. 外置使能功能 EN引脚提供控制功能，可以接单片机IO口控制LDO的开启、关闭，其低电平电压为0.4V，高电平电压大于1.1V，可以用3.3V的高低电平控制。 4. 软起动 SS_CTRL连接输入引脚且NR/SS并联电容则可以在降低噪声的同时获得软启动功能。根据数据手册，1uF电容可以获得6ms的启动延时。 5. 输出异常指示 PG引脚为输出状态指示引脚，开漏输出，接10k~100k上拉电阻到输出脚。 6. 反馈电阻计算与选取 推荐电阻配比如下表，表中没有我们需要的4V输出的推荐电阻，因此我们需要自己计算，数据手册可以获得VFB=0.8V，假设下电阻R2取10k Ω -1%，上电阻为R1，则Vout/（R1+R2）=VF/R2 计算得出R1=40kΩ，根据 E96-1%电阻阻值表 取40.2kΩ，取40.2kΩ时实际输出电压为4.016V（电阻精度引起的误差后续再写文章具体分析）。 7.原理图绘制 ----------------------------------------- 总结 -------------------------------------- 本片为LDO选型与外围电路计算与处理，下篇为LDO的PCB绘制。 电源之LDO——1.LDO基础知识 电源之LDO-2. LDO的压降 电源之LDO-3. LDO的热性能 电源之LDO-4. LDO的电源抑制比 电源之LDO-5. LDO的噪声 电源之LDO-6. LDO的输出电容 电源之LDO-7. LDO的电流相关