LDO工作原理与应用:待机电流优化
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更新于2024-08-17
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"待机电流-LDO工作原理,调节过程与应用"
线性电源是电压调节器的一种,其中包括低压差线性稳压器(LDO),它在电子设备中起着至关重要的作用。LDO的主要任务是将输入电压转换为稳定的输出电压,同时保持较低的电压差,即使在输入电压接近输出电压的情况下也能正常工作。这使得LDO在低功耗应用中特别受欢迎,例如便携式设备和物联网(IoT)设备。
LDO的工作原理基于一个简单的概念:通过调整晶体管的导通电阻来控制输出电压。当输入电压Vin高于输出电压Vout时,LDO中的调整管(通常是P沟道MOSFET)将输入电压降低到所需的输出电压。误差放大器比较输出电压与一个参考电压VREF,并根据差异调整调整管的栅极电压,从而改变其导通状态,维持输出电压的稳定。
在待机电流的场景下,LDO设计了一个使能信号(EN或SHDN),当这个信号被关闭时,LDO会停止工作,参考电压和误差放大器也会断电,从而极大地降低了功耗。这对于那些需要在不活动状态下节省电力的设备来说非常关键,比如智能手机在待机模式下。
电荷泵是一种无电感的DC-DC转换器,它利用电容器的充放电来改变电压。电荷泵可以实现升压、降压或电压倍增的效果。在倍压电荷泵中,开关S1至S4按照特定的时序打开和关闭,使得电容CFLY交替地从输入电压Vin充电,然后向输出电容Cout提供电流,从而达到Vout=2xVin的输出电压。电荷泵的优势在于结构简单、体积小,但效率通常低于有电感的DC-DC转换器。
另一方面,带电感的DC-DC转换器,如降压型(Buck)转换器,利用电感器储存能量并在开关周期的不同阶段释放,以调整输出电压。它包括一个电子开关(通常是MOSFET)、一个电感器、一个二极管和滤波电路。通过改变开关的占空比,可以改变流过电感器的平均电流,从而调整输出电压。
LDO、电荷泵和DC-DC转换器各有优缺点,适用于不同的应用场景。LDO以其低噪声、高输出质量以及在低功耗系统中的优势而受到青睐;电荷泵则提供了灵活的电压转换方式,而DC-DC转换器则在功率转换效率方面表现出色。在设计电子系统时,选择合适的电压调节器取决于具体的需求,如功耗限制、效率要求、尺寸和成本等因素。
2014-06-22 上传
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