淺談低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)的PSRR和在USB電路中的應(yīng)用

摘要： 本文論述了低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)的工作原理和PSRR(Power Supply Rejection Ratio)及LDO在USB電路中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 低壓差線性穩(wěn)壓器； 電源抑制比；USB

引言

便攜產(chǎn)品電源設(shè)計需要系統(tǒng)級思維，在開發(fā)由電池供電的設(shè)備時，諸如手機、MP3、PDA、PMP、DSC等低功耗產(chǎn)品，如果電源系統(tǒng)設(shè)計不合理，則會影響到整個系統(tǒng)的架構(gòu)、產(chǎn)品的特性組合、元件的選擇、軟件的設(shè)計和功率分配架構(gòu)等。同樣，在系統(tǒng)設(shè)計中，也要從節(jié)省電池能量的角度出發(fā)多加考慮。例如現(xiàn)在便攜產(chǎn)品的處理器，一般都設(shè)有幾個不同的工作狀態(tài)，通過一系列不同的節(jié)能模式(空閑、睡眠、深度睡眠等)可減少對電池容量的消耗。即當用戶的系統(tǒng)不需要最大處理能力時，處理器就會進入電源消耗較少的低功耗模式。帶有使能控制的低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)是不錯的選擇。

LDO的基本原理

LDO是一種微功耗的低壓差線性穩(wěn)壓器，它通常具有極低的自有噪聲和較高的電源抑制比PSRR( Power Supply Rejection Ratio )。

圖1  LDO原理圖

LDO低壓差線性穩(wěn)壓器的結(jié)構(gòu)如圖1主要包括啟動電路、恒流源偏置單元、使能電路、調(diào)整元件、基準源、誤差放大器、反饋電阻網(wǎng)絡(luò)和保護電路等?；竟ぷ髟硎沁@樣的：系統(tǒng)加電，如果使能腳處于高電平時，電路開始啟動，恒流源電路給整個電路提供偏置，基準源電壓快速建立，輸出隨著輸入不斷上升，當輸出即將達到規(guī)定值時，由反饋網(wǎng)絡(luò)得到的輸出反饋電壓也接近于基準電壓值，此時誤差放大器將輸出反饋電壓和基準電壓之間的誤差小信號進行放大，再經(jīng)調(diào)整管放大到輸出，從而形成負反饋，保證了輸出電壓穩(wěn)定在規(guī)定值上，同理如果輸入電壓變化或輸出電流變化，這個閉環(huán)回路將使輸出電壓保持不變，即：

Vout=(R1+R2)/R2