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《CMOS低压差线性稳压器》是2012年科学出版社有限责任公司出版的图书,作者是王忆,何乐年。
前言
第1章 绪论
1.1 稳压器芯片
1.2 LDO芯片的基本原理
1.3 LDO芯片研究热点
1.3.1 无片外负载电容LDO芯片
1.3.2 高电源噪声抑制LDO芯片
1.3.3 新型频率补偿方案
1.3.4 优化LDO瞬态响应
参考文献
第2章 LDO的组成
2.1 基准电路
2.1.1 电压基准电路
2.1.2 电流基准电路
2.2 误差放大器
2.2.1 误差放大器的结构
2.2.2 极点分布
2.2.3 误差放大器的增益
2.2.4 误差放大器的带宽
2.2.5 误差放大器的摆率
2.2.6 误差放大器的工作电压范围
2.2.7 误差放大器的输出电压范围
2.2.8 误差放大器的输入电压范围
2.2.9 误差放大器的频率补偿方案
2.2.10 误差放大器的电源抑制特性
2.3 功率级
2.3.1 输出电流范围
2.3.2 功率管栅源电压变化范围
2.3.3 功率级的增益
2.3.4 功率级的带宽(极点)
2.3.5 功率级的增益带宽积
2.3.6 功率管的栅电容
2.3.7 反馈电阻网络
2.3.8 片外负载电容
2.3.9 功率级的频率补偿方案
2.3.10 功率级的电源抑制特性
2.4 辅助电路
2.4.1 关断电路
2.4.2 启动电路
2.4.3 摆率增强电路
2.4.4 片外电容放电电路
2.4.5 限流电路
2.4.6 短路保护电路
2.4.7 过温保护电路
参考文献
第3章 基准电路
3.1 电压基准电路
3.1.1 带隙电压基准的基本原理
3.1.2 利用PTAT电流产生基准电压
3.1.3 在运放的输出端产生基准电压
3.1.4 两种结构的性能比较
3.1.5 高电源抑制电压基准
3.2 电流基准电路
3.2.1 与电源无关电流基准电路的基本原理
3.2.2 理论与实际的差距
3.2.3 改善电流基准电路的电源抑制特性
3.2.4 利用不同电阻温度特性和二极管的反向电流减小基准电流的温漂系数
3.2.5 全CMOS电流基准电路
参考文献
第4章 误差放大器和功率级
4.1 第二级放大器结构
4.1.1 电源电压对第二级放大器的影响
4.1.2 第二级放大器的输出范围
4.1.3 高/低压MOS管和共源共栅结构
4.2 第一级放大器结构
4.2.1 第一级放大器输入管类型
4.2.2 第一级放大器负载MOS管和第二级放大器输入管的关系
4.2.3 折叠结构第一级放大器
4.2.4 利用共源共栅管屏蔽输入管的寄生电容
参考文献
第5章 频率补偿
5.1 固定零点频率补偿方案
5.1.1 早期LDO频率补偿方案
5.1.2 单位增益频率补偿模块
5.2 极点-极点追踪频率补偿方案
5.3 零极点追踪电路
5.3.1 Kwok和Mok的零点-极点追踪频率补偿方案
5.3.2 受控电阻生成电路
5.3.3 带去零电阻的单米勒电容
5.3.4 利用单位增益补偿模块的零点-极点追踪频率补偿方案
5.3.5 包含伪ESR电阻的功率级
参考文献
第6章 电源噪声抑制
6.1 单级放大器电源噪声抑制特性
6.1.1 NMOS管输入差分放大器
6.1.2 NMOS管输入共源级放大器
6.1.3 NMOS管输入源跟随器
6.1.4 PMOS管输入差分放大器
6.1.5 PMOS管输入共源级放大器
6.1.6 PMOS管输入源跟随器
6.2 LDO电路结构与电源噪声抑制特性
6.2.1 同时优化三个放大器的电源噪声抑制特性
6.2.2 第二级放大器和功率级所提供的电源噪声相互抵消
6.2.3 第一级放大器和第二级放大器所提供的电源噪声相互抵消
6.2.4 三级放大器提供的电源噪声相互抵消
参考文献
第7章 LDO大信号响应和摆率增强电路
7.1 LDO的大信号响应
7.1.1 在LDO输出端产生过冲电压
7.1.2 误差放大器输入电压范围和最大输出电流
7.1.3 第一级放大器对第二级放大器输入管栅电容充放电
7.1.4 第二级放大器对功率管栅电容充放电
7.1.5 摆率增强电路的工作机理和大信号振荡
7.2 摆率增强电路
7.2.1 以比较器为核心的摆率增强电路
7.2.2 侦测第一级差分放大器支路电流变化的摆率增强电路
7.2.3 以微分器为核心的摆率增强电路
7.2.4 零延时摆率增强电路
参考文献
第8章 辅助电路
8.1 关断电路
8.2 启动电路
8.3 片外电容放电电路
8.4 限流电路
8.5 短路保护电路
8.6 过温保护电路
参考文献
第9章 LDO设计实例
9.1 低功耗LDO芯片
9.1.1 设计要点
9.1.2 低功耗LDO设计方案
9.1.3 芯片测试
9.2 无片外电容LDO芯片
9.2.1 设计要点
9.2.2 无片外电容LDO设计方案
9.2.3 芯片测试
9.3 高电源噪声抑制LDO芯片
9.3.1 设计要点
9.3.2 高电源噪声抑制LDO芯片设计方案
9.3.3 芯片测试
参考文献
稳压器的一般原理 稳压器,顾名思义,就是使输出电压稳定的设备。所有的稳压器,都利用了相同的技术实现输出电压的稳定输出电压通过连接到误差放大器(Error Amplifier)...
稳压器是使输出电压稳定的设备。稳压器具备稳压恒压、控制电路、及伺服电机等组成。当输入电压或负载变化时,控制电路进行取样、比较、放大,然后驱动伺服电机转动,使调压器碳刷的位置改变,通过自动调整线圈匝数比...
线性电源稳压器diy的方法:可以使用开关电源或者线性电源,后面再加上稳压电路或者7806等稳压集成电路,可以在网上搜到,具体的指标可以自己测量,直到满足要求为止。
30KVA线性稳压器设计
30KVA线性稳压器设计
基于双极工艺的LDO线性稳压器的设计
基于双极工艺的LDO线性稳压器的设计
低压差线性稳压器的输出噪声受其内部设计和外部旁路、补偿电路的影响。图3是低压差线性稳压器的简单结构框图。由图可知,低压差线性稳压器输出噪声的主要来源是基准电路(voltage reference)模块,其产生的基准噪声在输出端被放大。此外,影响低压差线性稳压器输出噪声的其他因素还有:低压差线性稳压器内部放大器的极点、零点和输出极点,外部输出电容的容值和输出电容的等效串联电阻(esr)值,以及负载值。 图3 低压差线性稳压器简单结构 降低输出噪声的方法 ● bp 端加旁路电容 为降低基准噪声,需要在基准的输出端增加一路低通滤波器,滤波器可以集成在低压差线性稳压器内部或由外部电路实现。但内置滤波器占用了较大的管芯尺寸,增加了芯片的设计和生产成本。为此,有些低噪声低压差线性稳压器芯片只是提供一个基准的引脚bp(bypass),用于连接基准旁路电容。 连接基准旁路电容可降低基准噪声,使基准噪声成为产生低压差线性稳压器输出噪声的次要因素。建议使用典型值为 470pf~0.01μf的陶瓷电容,也可使用此范围以外的电容,但会对输入电源上电时低压差线性稳压器 输出电压上升的速度产生影响。旁路电容值越大,输出电压上升速率越慢。在使用时要注意这点。 图4为旁路电容对sg2001输出噪声的影响。由图可见,随着旁路电容的增大,输出噪声也会有一定程度的减少。 图4 旁路电容对sg2001输出噪声的影响 ● 减小低压差线性稳压器的负载电流。 负载电流也会在一定程度上影响低压差线性稳压器的输出噪声。图5为负载电流对sgm2007输出噪声影响。由图可见,随着负载电流的增大,输出噪声也会有一定的增加。为了减小负载电流对低压差线性稳压器输出噪声的影响,要尽量选择输出电流大的低压差线性稳压器。 图5 负载电流对低压差线性稳压器噪声的影响 ● 增大低压差线性稳压器的输出电容 低压差线性稳压器需要连接外部输入和输出电容器。利用较低esr的大电容器一般可以全面提高电源抑制比(psrr)、噪声以及瞬态性能。陶瓷电容器通常是首选,因为其价格低且故障模式是断路模式。此外,输出电容器的等效串联电阻(esr)也会影响其稳定性。陶瓷电容器具有较低的esr,大概为10 mΩ量级。
前言
第一章低压差线性稳压器概述
第一节低压差线性稳压器的术语
第二节线性稳压器的原理及内部保护电路
一、线性稳压器的原理
二、线性稳压器的内部保护电路
第三节线性稳压器典型产品的原理及典型应用
一、三端固定式稳压器的原理及典型应用
二、三端可调式稳压器的原理及典型应用
第四节低压差线性稳压器的原理
一、PNP型低压差线性稳压器(LDO)的原理
二、准低压差线性稳压器(QLDO)的原理
三、超低压差线性稳压器(VLDO)的原理
第五节低压差线性稳压器的主要特点及产品分类
一、低压差线性稳压器的主要特点
二、低压差线性稳压器的产品分类
三、低压差线性稳压器与其他稳压器的性能比较
第六节低压差线性稳压器的应用领域及典型用法
一、低压差线性稳压器的应用领域
二、低压差线性稳压器的几种典型用法
第七节低压差线性稳压器的选择方法及使用注意事项
一、低压差线性稳压器的选择方法
二、低压差线性稳压器的使用注意事项
第八节低压差线性稳压器典型产品的主要技术指标
第二章低压差线性稳压器设计软件使用方法及设计实例
第一节低压差线性稳压器设计软件的分类
第二节LDO-It设计软件的工具栏及使用方法
一、LDO-It设计软件的工具栏
二、LDO-It设计软件的使用方法
第三节LDO-It设计软件的应用实例
第四节利用WEBENCH软件在线选择低压差线性稳压器的方法
第三章低压差线性稳压器的原理与应用
第一节LM1117型准低压差线性稳压器
一、LN1117型准低压差线性稳压器的原理
二、LM1117型准低压差线性稳压器的应用
第二节SPX1117型准低压差线性稳压器
一、SPX1117型准低压差线性稳压器的原理
二、SPX1117型准低压差线性稳压器的应用
第三节LP2950/2951型低压差线性稳压器
一、LP2950/2951型低压差线性稳压器的原理
二、LP2951型低压差线性稳压器的应用
第四节LM2990/2991型负压输出式低压差线性稳压器
一、LM2990/2991型低压差线性稳压器的原理
二、LM2990型低压差线性稳压器的应用
三、LM2991型低压差线性稳压器的应用
第五节MIC68200型具有排序与跟踪功能的低压差线性稳压器
一、MIC68200型低压差线性稳压器的原理
二、MIC68200型低压差线性稳压器的应用
第六节其他低压差线性稳压器的典型应用及使用技巧
一、LM2937型低压差线性稳压器的典型应用
二、MIC2941A型低压差线性稳压器的典型应用及使用技巧
三、NCV8675型低压差线性稳压器的典型应用
四、NCP1086型低压差线性稳压器的使用技巧
第四章超低压差线性稳压器的原理与应用
第一节TC10XX/20XX系列高精度超低压差线性稳压器
一、TC10XX/20XX系列超低压差线性稳压器的性能特点
二、TC10XX/20XX系列超低压差线性稳压器的原理与应用
三、使用注意事项
第二节MCP17XX/18XX系列高精度超低压差线性稳压器
一、MCP17XX/18XX系列超低压差线性稳压器的性能特点
二、MCP1700/1702超低压差线性稳压器的原理与应用
三、MCP1725/1726/1727/1827/1827S超低压差线性稳压器的原理与应用
第三节SP62XX系列超低压差线性稳压器
一、SP62XX系列超低压差线性稳压器的性能特点
二、SP6200/6201型超低压差线性稳压器的原理与应用
三、SP6203/6205型超低压差线性稳压器的原理与应用
第四节TPS73XX系列具有延时复位功能的超低压差线性稳压器
一、TPS73XX系列超低压差线性稳压器的性能特点
二、TPS73XX系列超低压差线性稳压器的原理
三、TPS73XX系列超低压差线性稳压器的典型应用
第五节MAX483X系列具有软启动功能的超低压差线性稳压器
一、MAX483XX系列超低压差线性稳压器的原理
二、MAX483XX系列超低压差线性稳压器的典型应用
第六节HT71XX/72XX系列高输入电压的超低压差线性稳压器
一、HT71XX/72XX系列超低压差线性稳压器的原理
二、HT71XX系列超低压差线性稳压器的应用技巧
第七节其他超低压差线性稳压器的原理与应用
一、MAX1735型超低压差线性稳压器的原理与应用
二、MAX5005型超低压差线性稳压器的原理与应用
三、LP38851型超低压差线性稳压器的应用
第五章多路输出式超低压差线性稳压器的原理与应用
第一节双路输出式超低压差线性稳压器
一、TC1301/1302系列双路输出式VLDO的原理
二、TC1301/1302系列双路输出式VLDO的典型应用
第二节三路输出式超低压差线性稳压器
一、MIC2215型三路输出式VLDO的原理
二、MIC2215型三路输出式VLDO的典型应用
第三节一次性可编程四路输出式超低压差线性稳压器
一、AS1352型可编程四路输出式VLDO的原理
二、AS1352型可编程四路输出式VLDO的典型应用
第四节带串行接口的可编程五路输出式超低压差线性稳压器
一、MAX1798/1799型带串行接口的五路输出式VLDO的原理
二、MAX1798/1799在CDMA数字移动电话中的应用
三、MAX1799的评估板及专用工具软件
第五节其他多路输出式低压差、超低压差线性稳压器的原理与应用
一、LM2935型双路输出式LDO的原理与应用
二、CAT6221型双路输出式VLDO的原理与应用
三、LP2966型双路输出式VLDO的原理与应用
四、R5320X系列三路输出式VLDO的原理与应用
第六章大电流输出式低压差线性稳压器的原理与应用
第一节1.5A低压差、超低压差线性稳压器
一、MSK5101型1.5A大电流LDO的原理与应用
二、LTC3026型升压变换式1.5A大电流VLDO的原理与应用
第二节3A低压差、超低压差线性稳压器
一、LP38501-ADJ/38503-ADJ型3A大电流VLDO的原理与应用
二、SPX1582型3A大电流LDO的原理与应用
第三节适用于USB系统的3A低压差线性稳压器
一、MIC29311型3A大电流LDO的原理
二、MIC29311型3A大电流LDO的典型应用
第四节5A低压差线性稳压器
一、LMS1585A型5A大电流LD0的典型应用
二、DF1084型5A大电流LDO的典型应用
三、SPX1585型5A大电流LDO的典型应用
第五节7.5A/8A低压差线性稳压器
一、MIC2971X/2975X系列7.5A大电流LDO的原理与应用
二、SPX1584型8A大电流LDO的典型应用
第七章特种低压差线性稳压器的原理与应用
第一节高压输入式低压差线性稳压器
一、MAX8718/8719型28v高压输入式LDO的原理与应用
二、LT3012/3014型80V高压输入式LDO的原理与应用
第二节具有峰值电流输出能力的低压差线性稳压器
一、MIC5216型具有峰值输出能力的LD0的原理与应用
二、峰值电流输出的应用实例
第三节单路输出式低压差和超低压差线性稳压控制器
一、LT1123型低压差线性稳压控制器的原理与应用
二、MIC5156型超低压差线性稳压控制器的原理与应用
第四节多路输出式超低压差线性稳压控制器
一、MAX8563/8564型超低压差线性稳压控制器的原理
二、MAX8563/8564型超低压差线性稳压控制器的典型应用
第五节带DC/DC变换器的复合式低压差和超低压差线性稳压器
一、LTC3448型复合式低压差线性稳压器的原理与应用
二、TC1304型复合式超低压差线性稳压器的原理与应用
第六节带超低压差线性稳压器的可编程锂离子电池充电器
一、带vIDO的可编程锂离子电池充电器的原理
二、带VLDO的可编程锂离子电池充电器的典型应用
第七节LM2984/2984C型基于LDO的微处理器电源系统
一、LM2984/2984C型微处理器电源系统的原理
二、LM2984/2984C型微处理器电源系统的典型应用
第八章低压差线性稳压器的电路设计
第一节低压差线性稳压器的设计要点
一、低压差线性稳压器的基本类型
二、低压差线性稳压器电路设计要点
三、低压差线性稳压器的布局
四、低压差线性稳压器及散热器的装配技术
第二节低压差线性稳压器关键外围元器件的选择
一、输入电容器、输出电容器及旁路电容器的选择
二、外部取样电阻及电流检测电阻的选择
三、外部功率MOSFET的选择
四、低压差线性稳压器封装形式的选择
第三节低压差线性稳压器常见故障分析
一、低压差线性稳压器常见故障一览表
二、低压差线性稳压器常见故障分析
第四节提高低压差线性稳压器输出电压精度的方法
一、影响LDO输出电压精度的主要因素
二、提高LDO输出电压精度的方法
第五节减小浪涌电流及改善瞬态响应的方法
一、减小LDO浪涌电流的方法
二、改善LDO瞬态响应的方法
三、LDO瞬态响应的测试方法
第六节可编程低压差线性稳压器的电路设计
一、数字电位器的原理
二、可编程低压差线性稳压器的电路设计
第九章低压差线性稳压器的使用技巧
第一节提高低压差线性稳压器输入电压的方法
第二节利用外部双极型晶体管扩展LDO负载电流的方法
一、MAX8863型超低压差线性稳压器的原理与应用
二、利用晶体管扩展MAX8863负载电流的方法
第三节利用外部场效应晶体管扩展LDO负载电流的方法
一、MIC5158型低压差线性稳压控制器的基本应用
二、利用场效应晶体管扩展MIC5158负载电流的方法
第四节低压差线性稳压器的并联使用方法
第五节能从零伏起调的低压差线性稳压器应用电路
一、可调式低压差线性稳压器的典型应用电路
二、能实现低压差线性稳压器从零伏起调的两种方法
第六节由低压差线性稳压器构成恒流源的方法
一、由低压差线性稳压器构成的简易恒流源
二、由超低压差线性稳压控制器构成的恒流源
第十章低压差线性稳压器的应用实例
第一节低压差线性稳压器在计算机电源中的应用
一、对计算机电源的设计要求
二、5V/3.3V低压差电源变换器的设计方案
三、获取其他输出电压标称值的简便方法
四、多路输出式低压差线性稳压器的设计方案
第二节低压差线性稳压器在便携式电子产品中的应用
一、对便携式电子产品电源的设计要求
二、减小低压差线性稳压器互相干扰的方法
第三节低压差线性稳压器在精密数控基准电压源中的应用
一、MAX5130A的原理
二、精密数控基准电压源的电路设计
第十一章低压差线性稳压器的散热器设计
第一节散热器的基本工作原理与安装方法
一、LD0的工作寿命与最高结温的关系
二、散热器的基本工作原理
三、塑料封装式LDO的散热器安装方法
第二节平板式散热器的设计
一、平板式散热器的设计方法
二、印制板式散热器的设计方法
第三节成品散热器的热参数与热参数计算
一、成品散热器的热参数
二、成品散热器的热参数计算
第四节大电流输出式LDO的散热器设计
一、大电流输出式LDO的散热曲线图
二、大电流输出式LDO的散热器设计示例
第五节在风冷条件下的散热器设计
一、在风冷条件下的散热器选择
二、散热器的特性曲线
三、利用功率分配电阻来减小散热器尺寸的方法
第六节不同封装的LDO散热器设计实例
第七节多片LDO并联使用散热器的设计实例
第八节设计散热器的常用工具软件
一、设计线性稳压器散热器的通用工具软件
二、设计低压差线性稳压器散热器的专用工具软件
参考文献
LDO是一种微功耗的低压差线性稳压器,它通常具有极低的自有噪声和较高的电源抑制比PSRR(PowerSupplyRejectionRatio)。
LDO是新一代的集成电路稳压器,它与三端稳压器最大的不同点在于,LDO是一个自耗很低的微型片上系统(SoC)。它可用于电流主通道控制,芯片上集成了具有极低线上导通电阻的MOSFET,肖特基二极管、取样电阻和分压电阻等硬件电路,并具有过流保护、过温保护、精密基准源、差分放大器、延迟器等功能。PG是新一代LDO,具各输出状态自检、延迟安全供电功能,也可称之为PowerGood,即“电源好或电源稳定”。
LDO低压差线性稳压器的结构主要包括启动电路、恒流源偏置单元、使能电路、调整元件、基准源、误差放大器、反馈电阻网络和保护电路等。基本工作原理是这样的:系统加电,如果使能脚处于高电平时,电路开始启动,恒流源电路给整个电路提供偏置,基准源电压快速建立,输出随着输入不断上升,当输出即将达到规定值时,由反馈网络得到的输出反馈电压也接近于基准电压值,此时误差放大器将输出反馈电压和基准电压之间的误差小信号进行放大,再经调整管放大到输出,从而形成负反馈,保证了输出电压稳定在规定值上,同理如果输入电压变化或输出电流变化,这个闭环回路将使输出电压保持不变,即:Vout=(R1 R2)/R2×Vref
实际的低压差线性稳压器还具有如负载短路保护、过压关断、过热关断、反接保护等其它的功能。