ldo线性电源工作原理

浅析LDO稳压器工作电路及原理

便携式设备（电池供电）在过去十年间的快速增长，象原来的业界标准 LM340 和 LM317 这样的稳压器件已经无法满足新的需要。这些稳压器使用NPN 达林顿管，在本文中称其为NPN 稳压器（NPN regulators）。预期更高性能的稳压器件已经由新型的低压差（Low-dropout）稳压器（LDO）和准LDO稳压器（quasi-LDO）实现了。

NPN 稳压器（NPN regulators）

在NPN稳压器（图1：NPN稳压器内部结构框图）的内部使用一个 PNP管来驱动 NPN 达林顿管（NPN Darlington pass transistor），输入输出之间存在至少1.5V～2.5V的压差（dropout voltage）。这个压差为：

Vdrop ＝ 2Vbe ＋Vsat（NPN 稳压

器） （1）

LDO 稳压器（LDO regulators）

在LDO(Low Dropout)稳压器（图2：LDO稳压器内部结构框图）中，导通管是一个PNP管。LDO的最大优势就是PNP管只会带来很小的导通压降，满载（Full-load）的跌落电压的典型值小于

LDO

一. LDO的基本介绍

LDO是low dropout regulator，意为低压差线性稳压器，是相对于传统的线性稳压器来说的。传统的线性稳压器，如78xx系列的芯片都要求输入电压要比输出电压高出2v~3V以上，否则就不能正常工作。但是在一些情况下，这样的条件显然是太苛刻了，如5v转3.3v,输入与输出的压差只有1.7v，显然是不满足条件的。针对这种情况，才有了LDO类的电源转换芯片。

LDO是一种线性稳压器。线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或FET，从应用的输入电压中减去超额的电压，产生经过调节的输出电压。所谓压降电压，是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下100mV之内所需的输入电压与输出电压差额的最小值。正输出电压的LDO（低压降）稳压器通常使用功率晶体管（也称为传递设备）作为PNP。这种晶体管允许饱和，所以稳压器可以有一个非常低的压降电压，通常为200mV左右；与之相比，使用NPN复合电源晶体管的传统线性稳压器的压降为2V左右。负输出LDO使用NPN作为它的传递设备，其运行模式与正输出LDO的 PNP设备类似。

更新的发展使用 MOS 功率晶体管，它能够提供最低的压降电压。使用 功率MOS，通过稳压器的唯一电压压降是

开关电源与线性电源的比较

开关电源的优缺点

?电源（Power Supply）原始定义：把其他形式的能源转换成电能的装置叫做电源。按此定义，日常生活中常见的电源有如下一些：

图1 相对轻巧的开关电源

?优点：

?1、转换效率高，理想情况下没有功率损耗；

?2、体积小，频率的提高带来小型化的体积；

?3、可降压或升压输出；

?4、输入输出容易隔离；

?5、容易实现多路输出；

?6、可输出负电压；

?7、输入电压范围能做得很宽。

?缺点：

?相对线性电源而言，唯一的确定就是有相对大的输出纹波噪声，电磁辐射比线性电源的大。

线性电源的优缺点

?图3 比较笨重的线性电源

?几乎跟开关电源的优缺点完全反过来，线性电源的优缺点如下：

?优点：

?电路没有开关器件，因此没有开关噪声，输出非常干净。

?缺点：

?1、只能降压；

?2、只能做同种电压极性的转换；

?3、输入、输出不能实现隔离；

?4、难于实现多路输出；

?5、效率低、晶体管损耗大；

?6、输入电压范围窄；

?7、发热厉害；

?8、体积大。

?事实上，开关电源的问世，最早就是大名鼎鼎的NASA（美国国家航空航天局）为降低卫星的重量，而推动研发的。现在，绝大多数的电源供电都采用了开关电源，如笔记本电脑的电源适配器、LED灯的驱动电源、充电器、太阳能逆变

一．LDO的基本原理

1.低压差线性稳压器(LDO)的基本电路如图所示，该电路由串联调整管VT、取样电阻R1和R2、比较放大器A组成。

1.U-=(Vout/(R1+R2))*R2 它是取樣電壓

2.UAout=(U+ - U-)*A （注：A為比較放大器的倍數） 3.U+ = 穩壓管的壓降，它是固定的即Uref 2.工作原理說明：

2.1.取样电压加在比较器A的反相输入端，与加在同相输入端的基准电压Uref相比较，两者的差值经放大器A放大后，控制串联调整管的压降，从而稳定输出电压。

2.2.当输出电压Uout增大时，基准电压与取样电压的差值增大，經比較器A放大后，使Ub和ic減小，串联调整管Uce增大，使輸出电压降低，從而維持Uo基本不變.

這個過程可以看成是Uo上升，U-上升，Ub下降，ic下降，Uce上升，Uo下降 . 应当说明，实际的线性稳压器还应当具有许多其它的功能，比如负载短路保护、过压关断、过热关断、反接保护等，而且串联调整管也可以采用MOSFET。 二．低压差线性稳压器的主要参数

1．输出电压(Output Voltage)

输出电压是低压差线性稳压器最重要的参数，也是电子设备设计者选用稳压器时首先应考虑的

开关电源工作原理详细解析

开关电源工作原理详细解析

个人PC所采用的电源都是基于一种名为―开关模式‖的技术，所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源（Switching Mode Power Supplies，简称SMPS），它还有一个绰号——DC-DC转化器。本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。

●线性电源知多少

目前主要包括两种电源类型：线性电源（linear）和开关电源（switching）。线性电源的工作原理是首先将127 V或者220 V市电通过变压器转为低压电，比如说12V，而且经过转换后的低压依然是AC交流电；然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流，并将低压AC交流电转化为脉动电压（配图1和2中的―3‖）；下一步需要对脉动电压进行滤波，通过电容完成，然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电（配图1和2中的―4‖）；此时得到的低压直流电依然不够纯净，会有一定的波动（这种电压波动就是我们常说的纹波），所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。最后，我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了（配图1和2中的―5‖）

配图1：标准的线性电源设计图

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开关

开关电源工作原理详细解析

开关电源工作原理详细解析

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●线性电源知多少

目前主要包括两种电源类型：线性电源（linear）和开关电源（switching）。线性电源的工作原理是首先将127 V或者220 V市电通过变压器转为低压电，比如说12V，而且经过转换后的低压依然是AC交流电；然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流，并将低压AC交流电转化为脉动电压（配图1和2中的―3‖）；下一步需要对脉动电压进行滤波，通过电容完成，然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电（配图1和2中的―4‖）；此时得到的低压直流电依然不够纯净，会有一定的波动（这种电压波动就是我们常说的纹波），所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。最后，我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了（配图1和2中的―5‖）

配图1：标准的线性电源设计图

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开关

开关电源工作频率的原理分析

一、开关电源的原理和发展趋势

第一节 高频开关电源电路原理 高频开关电源由以下几个部分组成：

图12-1

(一)主电路

从交流电网输入、直流输出的全过程，包括：

1、输入滤波器：其作用是将电网存在的杂波过滤，同时也阻碍本机产生的杂波反馈到公共电网。

2、整流与滤波：将电网交流电源直接整流为较平滑的直流电，以供下一级变换。 3、逆变：将整流后的直流电变为高频交流电，这是高频开关电源的核心部分，频率越高，体积、重量与输出功率之比越小。

4、输出整流与滤波：根据负载需要，提供稳定可靠的直流电源。 (二)控制电路

一方面从输出端取样，经与设定标准进行比较，然后去控制逆变器，改变其频率或脉宽，达到输出稳定，另一方面，根据测试电路提供的数据，经保护电路鉴别，提供控制电路对整机进行各种保护措施。 (三)检测电路

除了提供保护电路中正在运行中各种参数外，还提供各种显示仪表数据。 (四)辅助电源

提供所有单一电路的不同要求电源。

第二节 开关控制稳压原理

图12-2

开关K以一定的时间间隔重复地接通和断开，在开关K

开关电源原理

开关电源

开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一点称为成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术也在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广阔的发展空间 目录

用途与简介 主要类型 分类与发展方向 工作原理 功能 使用指南 产品特点 产品测试 用途与简介 主要类型 分类与发展方向 工作原理 功能 使用指南 产品特点 产品测试 ? 成套开关柜 展开 编辑本段用途与简介 用途 开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器，LED灯具，通讯设备，视听产品，安防，电脑机箱，数码产品和仪器类等领域。 简介 随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而

开关电源

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开关电源

瞧，这就是我们八五年的人

浅谈开关电源原理

工作相关的资料 2009-07-01 19:40 阅读2980 评论8

字号：大中小

浅谈开关电源原理[转] 2009-06-01 15:00

分类：电子基础

字号：大大中中小小

一、开关电源的电路组成[/b]：：

开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM 控制器电路、输出整流滤波电路组成。辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。

开关电源的电路组成方框图如下：

二、输入电路的原理及常见电路[/b]：：

1、AC输入整流滤波电路原理：

开关电源

①防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。

②输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频

2010级通信工程通信工程

《模拟电路》课程设计报告

设计题目 姓名及

胡蓉 20100343009 线性稳压电源的设计 严琼 20100343048

学号

斯春玲 20100343034

学院 专业 班级 指导教师

工程技术学院 通信工程 2010级4班 胡新新

2012年5月30日

题目：线性稳压电源的设计

一、设计题目及要求 1、设计题目 利用运放和分立元器件设计一线性可调稳压电源。 2、设计要求 （1）基本要求 ①输出电压：Vo=4.5~12.0V； ②输出电流：Io≥1A； ③输出纹波：VP-P≤10mV； ④电压调整率：Ku≤5%； ⑤电流调整率：Ki≤3%。（输出为12V时）。 （2）发挥部分 ①①增加过流保护； ②增加电压显示功能； ③进一步提高指标精度，尽量提高效率。 指导教师签名： 2012年 月 日 二、指导教师评语 指导教师签名： 2012年 月 日 三、成绩 验收盖章