介绍低压差稳压器的基本结构和使用技巧

作者：时间：2012-11-25 来源：网络收藏

路可能需要ESR集中在某个窗口范围内以确保LDO工作在对于所有输出电流都稳定的区域（见图5）。

图5. 稳定性随输出电流IOUT和负载电容的ESR变化

　　虽然原则上选择具有合适ESR的合适电容器（要求频率响应曲线在穿过0 dB之前下降得足够快，并且在达到相关极点P2之前向低于0 dB增益方向减小得足够满）非常困难。实际考虑还会增加更多的困难：ESR随着产品型号变化；大批量生产使用的最小电容值需要进行基准测试，包括最小环境温度和最大负载的极端条件。电容器类型的选择也很重要。最合适的电容器是钽电解电容器，尽管具有大容量的钽电解电容器尺寸很大。铝电解电容器的尺寸很小，但其ESR在低温时会变差，并且在－30°C以下无法正常工作。多层陶瓷电容器类型无法为普通的LDO提供足够的电容（但是它们适合于anyCAP系列LDO设计，请阅读下面的内容）。

ADI公司的anyCAP系列LDO

　　目前实现LDO相当容易，因为采用ADI公司的anyCAP LDO体系结构可提高与稳压器相关的直流（DC）和交流（AC）性能。顾名思义，anyCAP LDO稳压器体现了它对于电容器的尺寸及其ESR都要求不高，从而允许使用种类尽可能多的输出电容器。虽然这种体系结构不断发展并且在市场上提供越来越多的稳压器，但是了解这种体系结构如何简化稳定性问题（见图6）可能会对您有所裨益。

图6. anyCAP LDO的简化原理图

　　anyCAP系列LDO，包括100 mA低静态电流ADP33701和200 mA低静态电流ADP33312，使用低达0.47 ?F输出电容可以保持稳定，从而允许使用任何类型的优质电容器（包括小尺寸多层陶瓷电容器）。ESR根本不是问题。

　　图6所示的原理图示出了一个环路如何提供稳压和基准电压功能。用外部R1-R2分压电阻检测输出电压，然后输出电压通过二极管D1和R3-R4分压电阻反馈回高增益放大器的输入。当达到平衡时，放大器产生一个很大的、可重复的、容易控制的偏移电压，该电压是与绝对温度成比例（PTAT）的。PTAT电压与热敏二极管电压降相结合一起构成隐含的基准电压，该基准电压是不受温度影响的虚拟带隙式电压。

　　此放大器的输出连接到一个同相驱动器以控制调整管，利用米勒极点分离的补偿方法降低对负载电容器的电容值、电容器类型和ESR的要求。极点分离方法的另外一个优点是具有优异的电源噪声抑制和很高的稳压器增益，从而可提供非常高的精度和优异的输入电源调整率和负载调整率。

问: 您可以介绍一下ADI公司的LDO系列产品吗？

　　答: 当然，选择LDO要根据电源电压范围、负载电压和所需的最大压差。不同器件的主要差别集中在功耗、效率、价格、容易使用以及各种技术指标和提供的封装形式。

　　ADI公司几年来一直为市场提供流行的ADP33xx anyCAP系列LDO。它们采用BiCMOS工艺和PNP调整管，因此具有很好的稳压性能和上述许多优点，但其价格发展趋势比CMOS器件有些贵。

　　一些新设计，例如ADP17xx系列，完全基于CMOS工艺制造并且使用PMOS调整管，因而允许以低成本生产LDO，但其牺牲了线性稳压器的性能。该系列稳压器可以适应多种输出电容，但它们仍然需要至少1 µF的电容和≤500 mΩ的ESR。例如，150 mA的ADP1710和ADP1711使用1µF很小的陶瓷输出电容器就可以适应稳定地工作，从而具有优良的瞬态性能同时占用最小的印制电路板（PCB）面积；300 mA的ADP1712，ADP1713和ADP1714可使用≥2.2 µF的电容器。

　　以上两个系列稳压器都具有在0.75 V～3.3 V范围内16个固定输出电压选择和在0.8 V～5 V范围内可调输出电压选择。随输电线电压、负载和温度变化输出电压精度优于±2％。ADP1711和ADP1713固定输出电压稳压器允许外部连接一个基准电压旁路电容器，以减小输出电压噪声并且提高电源抑制比。ADP1714具有跟踪功能，它允许输出电压跟随一个外部电压或基准电压。ADP1710和ADP1711在额定负载下的压差是150 mV；ADP1712，ADP1713和ADP1714则为170 mV。它们的电源抑制（PSR）很高（1 kHz时为69 dB和72 dB），并且功耗很低（负载电流为100 µA时其接地电流为40 µA和75 µA）。

　　图7示出了ADP1710在输入电容C_IN=1 µF和输出电容C_OUT=1µF以及ADP1711在C_IN=22µF和C_OUT=22 µF几乎满负载条件下的典型瞬态响应比较。