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LDO内部电路工作原理

热度 2已有 9918 次阅读| 2016-6-27 14:15

LDO即低压差线性稳压器的简称，LDO至少包括基准电压发生器Vref、误差放大器、三极管（MOS管）、和采样电阻（图中R29/R33）这四部分，还有些包括使能控制、过载保护、过流保护等。以下图为例，LDO的工作原理如下：

输入电压12V经过三极管Q2降压后输出Vout，R29、R33构成分压电路，从R33上采样并反馈到TL431内部的误差放大器的同相端，反相端为基准电压Vref。误差放大器对同相端和反相端的电压差进行放大，输出一个电压（电流），用于控制三极管Q2的基极，改变其工作点，从而改变输出电压。当整个环路稳定时，必然有

Vref（2.5V）=Vout*(R29/R33)=9V

可见输出电压与输入电压Vin无关，只取决于Vref和分压电阻R29/R33。

从自动控制理论的角度来看，LDO其实是一个电压闭环负反馈电路。

假设输出电压大于9V，TL431的REF电压就高于2.5V，通过TL431内部结构图可知，当REF电压大于2.5V时，其内部比较器（实际上是运放）会输出一个高电平，则连接在正负极中间的晶体管导通使Q2基极电压降低，所以输出电压降低。这是一个负反馈。同理，若输出电压小于9V，TL431的REF电压就低于2.5V，其内部比较器会输出一个低电平，则连接在正负极中间的晶体管断开，Q2基极电压会向输入电压12V的方向变化（变大）。上述两种状态都是“不平衡”的，TL431内部的运放最终会输出一个“固定”的电压，使其内部三极管导通，使Q2的E极输出稳定在9V。