便攜產(chǎn)品電源設(shè)計(jì)需要系統(tǒng)級(jí)思維,，在開(kāi)發(fā)由電池供電的設(shè)備時(shí),，諸如手機(jī)、MP3,、PDA,、PMP、DSC等低功耗產(chǎn)品,，如果電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理,，則會(huì)影響到整個(gè)系統(tǒng)的架構(gòu)、產(chǎn)品的特性組合,、元件的選擇,、軟件的設(shè)計(jì)和功率分配架構(gòu)等。同樣,，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,，也要從節(jié)省電池能量的角度出發(fā)多加考慮,。例如現(xiàn)在便攜產(chǎn)品的處理器，一般都設(shè)有幾個(gè)不同的工作狀態(tài),，通過(guò)一系列不同的節(jié)能模式（空閑,、睡眠、深度睡眠等）可減少對(duì)電池容量的消耗,。即當(dāng)用戶的系統(tǒng)不需要最大處理能力時(shí),，處理器就會(huì)進(jìn)入電源消耗較少的低功耗模式。[1]帶有使能控制的低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)是不錯(cuò)的選擇,。

　　低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)的結(jié)構(gòu)主要包括啟動(dòng)電路,、恒流源偏置單元、使能電路,、調(diào)整元件,、基準(zhǔn)源、誤差放大器,、反饋電阻網(wǎng)絡(luò),，保護(hù)電路等，基本工作原理是這樣的：系統(tǒng)加電,，如果使能腳處于高電平時(shí),，電路開(kāi)始啟動(dòng)，恒流源電路給整個(gè)電路提供偏置,，基準(zhǔn)源電壓快速建立,，輸出隨著輸入不斷上升，當(dāng)輸出即將達(dá)到規(guī)定值時(shí),，由反饋網(wǎng)絡(luò)得到的輸出反饋電壓也接近于基準(zhǔn)電壓值,，此時(shí)誤差放大器將輸出反饋電壓和基準(zhǔn)電壓之間的誤差小信號(hào)進(jìn)行放大，再經(jīng)調(diào)整管放大到輸出,，從而形成負(fù)反饋,，保證了輸出電壓穩(wěn)定在規(guī)定值上；同理如果輸入電壓變化或輸出電流變化,，這個(gè)閉環(huán)回路將使輸出電壓保持不變,，即：

　　VOUT=（R1+R2）/R2  * Vref

　　產(chǎn)生壓差的主要原因是，在調(diào)整元件中有一個(gè)P溝道的MOS管,。當(dāng)LDO工作時(shí)MOS管道通等效為一個(gè)電阻,，RDS(ON),

　　VDROPOUT = VIN - VOUT = RDS(ON) x IOUTR.

　　由此得出低壓差線性穩(wěn)壓器(LDO)的一個(gè)重要特性，在輸入電壓大于最小工作電壓和輸出電壓其標(biāo)稱值范圍內(nèi),，負(fù)載電流為零時(shí),，輸出電壓隨輸入電壓的變化而變化，這就是LDO的跟隨特性，待輸出電壓達(dá)到其標(biāo)稱值后不隨輸入而變化,，從而達(dá)到穩(wěn)壓的目的,，這就是LDO的穩(wěn)壓特性。如圖為圣邦微電子的SGM2007輸入電壓和輸出電壓的曲線,。

　　在測(cè)試壓差（Dropout）時(shí)不同的廠家有不同的標(biāo)準(zhǔn),。德州儀器（TI）電壓差定義為輸出電壓較其標(biāo)稱值跌落2％時(shí)的輸入、輸出電壓的差值.其它的如,，美信（Maxim）,，圣邦微電子(SGMC)電壓差定義為輸出電壓較其標(biāo)稱值小于100mV時(shí)的輸入、輸出電壓的差值. 如圖為圣邦微電子的SGM2007負(fù)載為300mA時(shí)輸入電壓和輸出電壓的曲線,。

　　如圖在箭頭范圍內(nèi),，輸入和輸出和箭頭組成的圖形在一定范圍內(nèi)近試為平行四邊形，在平行四邊的邊上任取一點(diǎn),，做與另一邊平行的線段，由平行四邊形的定義可知和另一邊相等,。所以這兩種測(cè)試方法只是取值點(diǎn)不同而已,，對(duì)同一芯片而言，兩種方法測(cè)得值幾乎相同,。在TMT生產(chǎn)測(cè)試中,，也有兩種測(cè)試方法，一種是循環(huán)法,，輸入在某一個(gè)確定值時(shí),以步長(zhǎng)為1mV下降,，至道輸出電壓較其標(biāo)稱值跌落2％，或輸出電壓較其標(biāo)稱值小于100mV時(shí)停止,，這種方法循環(huán)的步長(zhǎng)越多,，測(cè)試的時(shí)間就越長(zhǎng)，對(duì)芯片的成本就越高,，令一種方法是,，輸入固定電壓法，輸入和輸出和箭頭組成的圖形近試平行四邊形,，只要我的取值點(diǎn)在平行四邊形內(nèi),，測(cè)得的值就是相同的，所以通常是根據(jù)具體的LDO 的Dropout的大小,，輸入加上某一個(gè)值,，使輸出電壓約等于較其標(biāo)稱值跌落2％或較其標(biāo)稱值小于100mV。例如Dropout在150mA時(shí)為100mV,那么輸入可以等于輸出,，這樣測(cè)的輸出比標(biāo)稱值小于100mV,，等于這樣測(cè)一次就可以了，節(jié)約了大量的時(shí)間，降低生產(chǎn)成本,。

　　單體鋰離子電池充足電時(shí)的電壓為4.2V,，放完電后的電壓為2.3V，而有些標(biāo)定電壓為3.3V工作的微處理器DSP的最低工作電壓可以達(dá)到2.9V,。這樣LDO輸出值在小于標(biāo)稱值的一定范圍內(nèi)還是可以工作的,。由上圖可見(jiàn)，LDO的壓差越小,，輸入和輸出和箭頭組成的圖形近試平行四邊形越長(zhǎng),，LDO的工作時(shí)間就越長(zhǎng)效率就越高，電池的待機(jī)時(shí)間也就會(huì)越長(zhǎng),。

　　低壓差線性穩(wěn)壓器由于存在壓差,，它最大的缺點(diǎn)是在熱量管理方面，因?yàn)槠滢D(zhuǎn)換效率近似等于輸出電壓除以輸入電壓的值,。例如,，如果一個(gè)驅(qū)動(dòng)圖像處理器的LDO輸入電源是從單節(jié)鋰電池標(biāo)稱的3.6V，在電流為200mA時(shí)輸出1.8V電壓,，那么轉(zhuǎn)換效率僅為50%,，因此在手機(jī)中產(chǎn)生了一些發(fā)熱點(diǎn)，并縮短了電池工作時(shí)間,。雖然就較大的輸入與輸出電壓差而言,，確實(shí)存在這些缺點(diǎn)，但是當(dāng)電壓差較小時(shí),，情況就不同了,。例如，如果電壓從1.5V降至1.2V,，效率就變成了80%,。

　　低壓差線性穩(wěn)壓器功耗主要是輸入電壓，輸出電壓以及輸出電流的函數(shù),。下列方程式可用來(lái)計(jì)算最惡劣情況下的功耗：

　　PD=（VINMAX- VOUTMIN ）ILMAX,。其中:PD = 最惡劣情況下的實(shí)際功耗，VINMAX = VIN 腳上的最大電壓,，VOUTMIN = 穩(wěn)壓器輸出的最小電壓,，ILMAX = 最大( 負(fù)載) 輸出電流。

　　最大允許功耗(PDMAX) 是最大環(huán)境溫度(*AX), 最大允許結(jié)溫(TJMAX) (+125°C) 和結(jié)點(diǎn)到空氣間熱阻（θJA) 的函數(shù),。對(duì)于安裝在典型雙層FR4 電解銅鍍層PCB板上的5引腳SOT-23A封裝器件,，其（θJA)約為250°C/Watt。

　　PDMAX=(*AX- TJMAX)/ θJA

　　VINMAX = 3.0V +10%,，VOUTMIN = 2.7V - 2.5%,，ILOADMAX = 40mA，TJMAX = +125°C，*AX = +55°C

　　實(shí)際功耗PD=26.7mW,，最大允許功耗: PDMAX= 280mW.

　　在低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）的使用過(guò)程中一定要注意合理分配LDO實(shí)際功耗,，不要超過(guò)他的最大功耗。以影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性,。