第一次这样理解LDO!
核桃设计分享
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2024-12-13
核桃记得在大学期间用的最多的电源芯片就是AMS1117-3.3和L7805了,目的很简单,就是想系统中能输出稳定的3.3V和5V。但每次使用时都会发现,只要负载电流稍微大一点,发热就很厉害,特别是L7805,就需要外加散热片,不然就直接烫手。
那为什么发热量那么大?LDO的降压原理是什么?我们接着往下看!首先说明一点:LDO只有降压,并没有升压的。一:最简单的降压方式其实最简单的稳压方式可以直接拿一个稳压二极管和一个电阻来搭建而成,但功率实在太低,而且输出的电压稳定性差,对于要求不高的场合可以使用。 如下图1所示:
图1原理也比较简单,有需要了解具体分析的小伙伴可以戳这篇文章:稳压二极管电路,你真的会算吗?(一)二:利用跟随器来进行降压在图1中,由于二极管的功率小,如果此时加大负载电流,那串的电阻会发热严重,严重会烧毁,故在此基础上改进了一下,如下图2所示:
图2图2具体的原理讲解,可以戳这篇文章:如何低成本把72V降压至5V?那LDO内部是基本框架到底是什么样?如下图3所示:
图3原理简介:(1)当输出电压Vout增加时,通过R1和R2分压的A点电压也随之升高,由于A点是连接到误差放大器U1的+端,误差放大器U1的-端接的是基准电压REF(这个是比较稳定的),按照同相比较器的原理可知,误差放大器U1输出电压会抬高,致使Q1的导通率降低,输出Vout降低。
(2)当输出电压Vout降低时,通过R1和R2分压的A点电压也随之降低,由于A点是连接到误差放大器U1的+端,误差放大器U1的-端接的是基准电压REF(这个是比较稳定的),按照同相比较器的原理可知,误差放大器U1输出电压会降低,致使Q1的导通率升高,输出Vout升高。①:Vout↑→A点电压↑→误差放大器U1输出↑→Q1导通率↓ ②:Vout↓→A点电压↓→误差放大器U1输出↓→Q1导通率↑这两种情况来回拉扯,就可以输出稳定的电压值了。正是由于LDO的内部结构的原因,当输入电压和输出电压压差较大时,这其中产生的功率损耗: P=(Vin-Vout)*IoutP就是功率损耗,Iout是负载电流,这个功率损耗在LDO正常工作时只能通过热的形式白白浪费掉,故如果输入输出压差太大时,LDO的发热量就越大。在使用时要注意这一点。
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