详解LDO

LDO（低压差稳压器）是一种电子器件，其作用是将高电压输入转换为稳定的低电压输出。LDO 是一种线性稳压器，因其具有低噪声和低纹波的优点，而且具有较低的热损失，因此在各种应用中广泛使用。

LDO 的主要结构包括输入电容、滤波电路、放大器、稳压元件和输出电容。在工作过程中，LDO 首先对输入电压进行滤波，以减少电压波动，随后进行放大，最后由稳压元件进行稳压。

LDO 的应用非常广泛，主要用于各种数字电子设备，例如手机、笔记本电脑、摄像机等。此外，LDO 还用于各种工业和医疗设备，如 PLC、仪器仪表、医疗设备等。

总的来说，LDO 是一种高效、稳定和可靠的稳压器，具有广泛的应用前景。如果您正在寻找一种用于您的应用的稳压器，不妨考虑使用 LDO。

LDO 的主要参数有：

1. 输入电压范围：指 LDO 所能接受的电压范围。
2. 输出电压：指 LDO 的稳定输出电压。
3. 输出电流：指 LDO 的最大输出电流。
4. 压差：指输入电压与输出电压的差值。
5. 噪声：指 LDO 的电压噪声，以 mV RMS 为单位表示。
6. 纹波：指 LDO 的输出电压波动，以 mVpp 为单位表示。
7. 动态特性：指 LDO 的输出电压随输入电压变化的速率。
8. 热损失：指 LDO 在工作过程中产生的热量。
9. 工作温度范围：指 LDO 的工作温度范围。
10. 供电电流：指 LDO 的供电电流。
11. 封装形式：指 LDO 的封装形式，例如 SOT-23、TO-220 等。

这些参数是评估 LDO 性能的重要因素，在选择 LDO 时需要考虑。不同的应用需要不同的 LDO 参数，因此在选择 LDO 时需要根据具体应用需求进行选择。

以 TI TPS7A80 系列 LDO 为例，看看这些参数在数据表中的表示。

打开 TPS7A80 数据表，可以看到数据表中的特性说明也是主要围绕上面几点给出的：

典型应用：

额定值

在这个表中，输入电压、输出电流和工作温度一起给出，通常情况下这三个参数再加上输出电压就构成了 LDO 的工作点，因为这个系列有固定输出和可调输出的多个版本，所以输出电压没有列在这个表里。

输入电压

通常说的输入电压是 LDO 正常工作的输入电压范围，而不是绝对最大电压，可以看到这个 LDO 的输入电压范围是 2.2V – 6.5V。

输出电压

固定输出的版本通常把反馈环路内置，或者有一个引脚直连输出，输出固定的电压，常见的电压值有 1.2V、1.5V、1.8V、2.5V、3.3V、5.0V 等。

可调输出的版本通过外部反馈电阻，可以将输出电压调整到期望的值。TPS7A8001 是可调输出电压。

输出电流

LDO 正常工作的最大输出电流，可以看到是 1A。

温度

这个表里给出两个温度，�� Tj是结温，可以简单理解为芯片内部温度；

�� Ta是环境温度，可以简单理解为芯片外表面的环境温度。

绝对最大值

这个表也很重要，超过这个表里的限值，意味着芯片要承受过应力，这个应力可能是电应力，也可能是热应力。

注意：几乎任何电气元件都是热敏感元件，所以在应用中一定要时刻关注温度。

热相关

热设计与应用环境息息相关，良好的热设计是长期稳定工作的基础。热设计是一个很大的话题，作为基本结论，热阻越小，导热越好，温差越小。

国产厂商很少在数据表里给出热阻这么细节的参数，而是以最大允许热耗散功率来表征，这个热耗散功率也是在一定条件下测得的，如果应用中散热条件更好，则能允许更大的热功率；反之，则达不到数据表中的热功率芯片就已经废了。

这两种表征方式其实本质没有差别，直接给出最大允许热耗散功率更有利于快速估计，而给出热阻等更多细节更有利于设计优化。

想要对芯片的热性能参数有更多了解，可以参考 TI 这篇文档。

电气参数

线调整率

表征输出电压随输入电压的变化

负载调整率

表征输出电压随输出电流的变化

压差

表征在一定输出电流下输入电压与输出电压的最小差值。在 LDO 应用中，最大压差受输出电流和允许最大热耗散功率限制，最小压差则受这个参数限制，其背后是由芯片晶体管工艺和设计决定的。

举个例子，如果输出电压固定为 3.3V，输出电流为 1A，那么如果输入电压为 6V，则压差为 2.7V，热耗散功率为 2.7V，

2.7×47.8≈129

那除非环境温度很低，否则芯片肯定会挂掉，这是由热耗散功率限制的。

输出电压和输出电流要求固定后，输入电压太大不行，那小能小到啥程度呢？厂商承诺的是3.3+0.5=3.8V3.3�+500��=3.8�，每颗芯片会有一定的差异，但肯定不会超过 500mV。也就是说，输出固定 3.3V 1A 的情况下，输入电压要大于 3.8V 才行。如果小于 3.8V 会怎样呢？比如输入是 3.5V，输出 1A，那输出电压就保不住 3.3V 了，应该在 3.0V 左右。

PSRR

电源抑制比，这个参数容易被忽略，在一些对电源纹波要求比较高的应用中，PSRR 和输出噪声这两个参数就很重要，而输出噪声主要由芯片工艺决定，PSRR 则跟芯片设计有很大关系。这个参数表征了输出纹波对输入纹波的抑制，值越大，抑制越好。

静态电流

这个没有对应到数据表中，在低功耗应用中，这个参数非常重要，不同的厂商可能会用不同的参数来表征。TI 这个芯片有使能端，所以可以用表中的I����Ishdn 即关断电流这个参数来评估。这个表中还给出了IgndI���，线性稳压器以前常被叫作三端稳压器，GND 引脚跟负载是分流关系，GND 引脚电流表征了芯片本身的功耗 (不含热功耗)，所以这个参数可以用来评估芯片在低功耗场景下的表现，从表中可以看到，1mA 输出时，���� Ignd最大为 100uA 或 120uA，这个值在很多低功耗应用中是有点偏高的。有很多数据表将输出电流为 0 时的输入电流定义为静态电流。

其实定义本身并不重要，重要的是我们一定要找到参数定义所表征出来的电气特性，以及这些特性是如何影响系统表现的。大厂的芯片数据表本身就是非常好的学习资料，里边一般都有比较详尽的测试和说明。

关于LDO的使用，朋友们还有什么问题或者经验欢迎留言。