淺談低壓差線性穩壓器(LDO)的PSRR和在USB電路中的應用

摘要： 本文論述了低壓差線性穩壓器(LDO)的工作原理和PSRR(Power Supply Rejection Ratio)及LDO在USB電路中的應用。

關鍵詞： 低壓差線性穩壓器； 電源抑制比；USB

引言

便攜產品電源設計需要系統級思維，在開發由電池供電的設備時，諸如手機、MP3、PDA、PMP、DSC等低功耗產品，如果電源系統設計不合理，則會影響到整個系統的架構、產品的特性組合、元件的選擇、軟件的設計和功率分配架構等。同樣，在系統設計中，也要從節省電池能量的角度出發多加考慮。例如現在便攜產品的處理器，一般都設有幾個不同的工作狀態，通過一系列不同的節能模式(空閑、睡眠、深度睡眠等)可減少對電池容量的消耗。即當用戶的系統不需要最大處理能力時，處理器就會進入電源消耗較少的低功耗模式。帶有使能控制的低壓差線性穩壓器(LDO)是不錯的選擇。

LDO的基本原理

LDO是一種微功耗的低壓差線性穩壓器，它通常具有極低的自有噪聲和較高的電源抑制比PSRR( Power Supply Rejection Ratio )。

圖1  LDO原理圖

LDO低壓差線性穩壓器的結構如圖1主要包括啟動電路、恒流源偏置單元、使能電路、調整元件、基準源、誤差放大器、反饋電阻網絡和保護電路等。基本工作原理是這樣的：系統加電，如果使能腳處于高電平時，電路開始啟動，恒流源電路給整個電路提供偏置，基準源電壓快速建立，輸出隨著輸入不斷上升，當輸出即將達到規定值時，由反饋網絡得到的輸出反饋電壓也接近于基準電壓值，此時誤差放大器將輸出反饋電壓和基準電壓之間的誤差小信號進行放大，再經調整管放大到輸出，從而形成負反饋，保證了輸出電壓穩定在規定值上，同理如果輸入電壓變化或輸出電流變化，這個閉環回路將使輸出電壓保持不變，即：

Vout=(R1+R2)/R2