原创 分立的稳压输出电路

我们在设计电路的时候，有时候可能并不使用集成的芯片，可能要自己搭建稳压电路。这样的好处是成本较低，如果通过电流较大也可以选用大封装高散热的三极管或者MOS管。这里给出我知道的分立LDO模型：

电路工作原理：
输出电压经过Rvd1和Rvd2分压后，加在比较器的反相输入端，与加在同相输入端的基准电压Uref（由TL431这种较高精度的参考源生成）相比较，两者的差值经放大器放大后，控制主三极管的压降，从而稳定输出电压。当输出电压Uout降低时，基准电压与取样电压的差值增加，比较放大器输出的驱动电流增加，主三级管压降减小，从而使输出电压升高。当输出电压Uout超过所需要的设定值，比较放大器输出的前驱动电流减小，从而使输出电压降低。供电过程中，输出电压校正连续进行，调整时间只受比较放大器和输出晶体管回路反应速度的限制。

输出电压的精度：

由图所示误差因素有五个：
电压源精度：参考博文稳压管电路的精度分析
Rvd1误差：参考电阻的精度分析（Resistor Change Analysis） 再谈电阻精度
Rvd2误差：同上
失调电压：参考运放电路分析基础
偏置电流：同上
分立的稳压电路的精度由以上几个参数决定，如果需要较高精度，势必造成了成本的高昂。光一个较好的比较放大器就和高精度的小电流LDO价格相当。因此需要仔细衡量元器件的参数问题。这里需要说明的是，由于集成芯片内部的温度趋于一致，因此不存在元件的温度差，但是由于分立器件的温度有差异，导致温度漂移和电路分散性都很大。

反馈及回路稳定性
     我们需要考虑稳压器反馈回路的稳定性问题。反馈信号在通过回路后都会在增益和相位上有所改变。并且在单位增益（0dB）频率下的相位偏移总量可以确定回路的稳定性。
关于这方面的内容原理详细可参考：控制环路稳定性-理论部分
集成的LDO已经有相关的计算：LDO稳定性计算
NPN稳压器的导通管的连接方式是共集电极的方式。由于输出阻抗较低，电源的极点出现在回路增益曲线的高频部分。由于NPN稳压器没有固有的低频极点，我们在里面使用的电容，在环路增益的低频端添加了一个极点，这种称为主极点补偿的技术。
我们改变电容的大小改变主极点的频率，一般设置在100Hz处，该极点将增益减小为－20dB/十倍频程，直到高频处的第二个极点（P2）。在P2处，增益曲线的斜率又增加了－20dB/十倍频程。P2点的频率主要取决于NPN功率管及相关驱动电路（寄生的电容），这个极点也被称为功率极点。
为了确定稳定性，只需要计算0dB频率处的相位裕度：第一个极点（P1）会产生－90°的相位偏移，但是第二个极点（P2）在0DB时只增加了较小的相位偏移。也就是说0dB点处的相位偏移为小于180°，相位裕度较大。

其他可选的主调整管：


关于LDO原理的参考文档：