線性穩(wěn)壓器的應(yīng)用及技術(shù)分析
一、線性穩(wěn)壓器的應(yīng)用
線性穩(wěn)壓器的主要應(yīng)用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1. 簡(jiǎn)單/低成本的解決方案。線性穩(wěn)壓器和LDO簡(jiǎn)單易用，特別適合于那些具有低輸出電流、熱應(yīng)力不很關(guān)鍵的低功率應(yīng)用。無(wú)需外部功率電感器。
2. 低噪聲/低紋波應(yīng)用。對(duì)于那些對(duì)噪聲敏感的應(yīng)用（例如：通信和無(wú)線電設(shè)備）而言，最大限度地抑制電源噪聲是非常關(guān)鍵的。線性穩(wěn)壓器具有非常低的輸出電壓紋波（因?yàn)闆](méi)有頻繁接通和關(guān)斷的組件），而且線性穩(wěn)壓器還可以擁有非常高的帶寬。所以，幾乎不存在EMI問(wèn)題。有些特殊的LDO（比如：凌力爾特的LT1761 LDO系列）在輸出端的噪聲電壓低至20μVRMS.這么低的噪聲水平SMPS幾乎是不可能實(shí)現(xiàn)的。即使采用ESR非常低的電容器，SMPS的輸出紋波往往也將達(dá)到mV級(jí)。
3. 快速瞬態(tài)應(yīng)用。線性穩(wěn)壓器反饋環(huán)路一般都是內(nèi)置的，因此無(wú)需外部補(bǔ)償。相比于SMPS,線性穩(wěn)壓器通常具有較寬的控制環(huán)路帶寬和較快的瞬態(tài)響應(yīng)。
4. 低壓差應(yīng)用。對(duì)于那些輸出電壓接近輸入電壓的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，LDO可能比SMPS更有效。有非常低壓差LDO（VLDO），例如：凌力爾特的LTC1844、LT3020和LTC3025,這些器件可提供20mV至90mV的壓差電壓和高達(dá)150mA的電流。最小輸入電壓可低至0.9V.由于LR中沒(méi)有AC開(kāi)關(guān)損耗，因此LR或LDO的輕負(fù)載效率與其滿負(fù)載效率很相近。SMPS常常因其AC開(kāi)關(guān)損耗的緣故而具有較低的輕負(fù)載效率。在輕負(fù)載效率同樣十分關(guān)鍵的電池供電型應(yīng)用中，LDO可提供一種優(yōu)于SMPS的解決方案。
二、常用線性穩(wěn)壓器的技術(shù)分析 ：
電壓差和接地電流值主要由線性穩(wěn)壓器的旁路元件（pass element）確定，電壓差和接地電流值定了后就可確定穩(wěn)壓器適用的設(shè)備類(lèi)型。目前使用的五大主流線性穩(wěn)壓器每個(gè)都具有不同的旁路元件（pass element）和獨(dú)特性能，分別適合不同的設(shè)備使用。
標(biāo)準(zhǔn)NPN穩(wěn)壓器的優(yōu)點(diǎn)是具有約等于PNP晶體管基極電流的穩(wěn)定接地電流，即使沒(méi)有輸出電容也相當(dāng)穩(wěn)定。這種穩(wěn)壓器比較適合電壓差較高的設(shè)備使用，但較高的壓差使得這種穩(wěn)壓器不適合許多嵌入式設(shè)備使用。
對(duì)于嵌入式應(yīng)用而言，NPN旁路晶體管穩(wěn)壓器是一種不錯(cuò)的選擇，因?yàn)樗膲翰钚。曳浅Ｈ菀资褂谩２贿^(guò)這種穩(wěn)壓器仍不適合具有很低壓差要求的電池供電設(shè)備使用，因?yàn)樗膲翰畈粔虻汀Ｋ母咴鲆鍺PN旁路管可使接地電流穩(wěn)定在幾個(gè)毫安，而且它的公共發(fā)射極結(jié)構(gòu)具有很低的輸出阻抗。
線性穩(wěn)壓器的主要應(yīng)用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1. 簡(jiǎn)單/低成本的解決方案。線性穩(wěn)壓器和LDO簡(jiǎn)單易用，特別適合于那些具有低輸出電流、熱應(yīng)力不很關(guān)鍵的低功率應(yīng)用。無(wú)需外部功率電感器。
2. 低噪聲/低紋波應(yīng)用。對(duì)于那些對(duì)噪聲敏感的應(yīng)用（例如：通信和無(wú)線電設(shè)備）而言，最大限度地抑制電源噪聲是非常關(guān)鍵的。線性穩(wěn)壓器具有非常低的輸出電壓紋波（因?yàn)闆](méi)有頻繁接通和關(guān)斷的組件），而且線性穩(wěn)壓器還可以擁有非常高的帶寬。所以，幾乎不存在EMI問(wèn)題。有些特殊的LDO（比如：凌力爾特的LT1761 LDO系列）在輸出端的噪聲電壓低至20μVRMS.這么低的噪聲水平SMPS幾乎是不可能實(shí)現(xiàn)的。即使采用ESR非常低的電容器，SMPS的輸出紋波往往也將達(dá)到mV級(jí)。
3. 快速瞬態(tài)應(yīng)用。線性穩(wěn)壓器反饋環(huán)路一般都是內(nèi)置的，因此無(wú)需外部補(bǔ)償。相比于SMPS,線性穩(wěn)壓器通常具有較寬的控制環(huán)路帶寬和較快的瞬態(tài)響應(yīng)。
4. 低壓差應(yīng)用。對(duì)于那些輸出電壓接近輸入電壓的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，LDO可能比SMPS更有效。有非常低壓差LDO（VLDO），例如：凌力爾特的LTC1844、LT3020和LTC3025,這些器件可提供20mV至90mV的壓差電壓和高達(dá)150mA的電流。最小輸入電壓可低至0.9V.由于LR中沒(méi)有AC開(kāi)關(guān)損耗，因此LR或LDO的輕負(fù)載效率與其滿負(fù)載效率很相近。SMPS常常因其AC開(kāi)關(guān)損耗的緣故而具有較低的輕負(fù)載效率。在輕負(fù)載效率同樣十分關(guān)鍵的電池供電型應(yīng)用中，LDO可提供一種優(yōu)于SMPS的解決方案。
二、常用線性穩(wěn)壓器的技術(shù)分析 ：
電壓差和接地電流值主要由線性穩(wěn)壓器的旁路元件（pass element）確定，電壓差和接地電流值定了后就可確定穩(wěn)壓器適用的設(shè)備類(lèi)型。目前使用的五大主流線性穩(wěn)壓器每個(gè)都具有不同的旁路元件（pass element）和獨(dú)特性能，分別適合不同的設(shè)備使用。
標(biāo)準(zhǔn)NPN穩(wěn)壓器的優(yōu)點(diǎn)是具有約等于PNP晶體管基極電流的穩(wěn)定接地電流，即使沒(méi)有輸出電容也相當(dāng)穩(wěn)定。這種穩(wěn)壓器比較適合電壓差較高的設(shè)備使用，但較高的壓差使得這種穩(wěn)壓器不適合許多嵌入式設(shè)備使用。
對(duì)于嵌入式應(yīng)用而言，NPN旁路晶體管穩(wěn)壓器是一種不錯(cuò)的選擇，因?yàn)樗膲翰钚。曳浅Ｈ菀资褂谩２贿^(guò)這種穩(wěn)壓器仍不適合具有很低壓差要求的電池供電設(shè)備使用，因?yàn)樗膲翰畈粔虻汀Ｋ母咴鲆鍺PN旁路管可使接地電流穩(wěn)定在幾個(gè)毫安，而且它的公共發(fā)射極結(jié)構(gòu)具有很低的輸出阻抗。
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