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## 一.原理图

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此篇介绍后一部分LDO（低压差线性稳压芯片AMS1117）的使用，与前半部分开关芯片类似，AMS1117也有固定输出与可调输出的型号区分，此处使用的是3.3V固定电压输出。

补充：AMS1117与LM1117无差别，只是生产厂家不同。

## 二.线性稳压原理

### 1.传统结构图

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### 2.传统结构图分析

当有足够的输入电压Vi产生时，由于齐纳二极管D（稳压二极管），参考电压Vref稳定。同时集电极b处会首先建立起一个大于0的电位，使三极管导通（建立此电位的结构并未画出），芯片开始工作。
由于Vi有波动，假如Vi增大，Vo随之增大，那么f点的电压Vf增大，Vref-Vf减小，误差放大器输出减小，基极电压Vb减小。因为Ve=Vb-Vbe≈Vb-0.7也同样减小，相当于Vo减小，形成负反馈。同时Vce增大。

### 3.线性稳压芯片的特点

1.Vo=Vref*（1+R2/R1）；
2.由于三极管Ic约等于Ie，因此通过线性稳压芯片的输入输出电流基本相等。
3.Vi到Vo所降的压实际是加在了三极管Q上（即Vce=Vi-Vo），因此如果Vi与Vo压差或输出电流过大那么三极管将严重发热导致芯片烧毁，因此数据手册中常常给出最大压差和最大结温Tjmax（最大可承受温度，一般为125℃）。
有这么几个公式需注意（芯片工作条件苛刻时要考虑）：
芯片内部的损耗功率Pd=（Vi-Vo）* Iout；
当前芯片结温 Tj=Tc+Pd * θJA（Tc为当前环境温度；θJA为热阻，单位为℃/W，即芯片损耗功率每瓦上升的温度，受封装形式影响，数据手册中会给出）
4.由2.3两点可发现，线性稳压芯片的效率 η≈（VoIe）/（ViIc）=Vo/Vi，效率较低。如果Vo=3.3V，Vi=6.6V，那么效率只有50%，其余能量都用在了芯片的热损耗上。因此对于效率要求高或所需降压较大时，不适用线性稳压芯片，而应考虑之前介绍的开关降压稳压芯片。
5.三极管正常工作时Vce要有一定的值，因此Vi-Vo要大于一个限定值Vdo，即芯片正常工作时输入输出的最小压差（数据手册会给出）。如果不满足，则输出无法达到设定值（大致关系如下图所示）。
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### 4.新型结构图

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现在主流的低压差线性稳压都是采用新型结构图，如LM1117，LM317等；
**稳压原理分析：**
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当Vo由于Vi波动上升时，**(Vea+) -(Vea-)减小**，后面便与传统结构分析相同。
由于反馈电压直接从输出上取值，因此这种结构的LDO**瞬态响应更好。**
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此处与传统结构不同。

## 三.LM1117为例

### 1.基本介绍

★LM1117是一款低压差线性电压调节器。
★当压差达到1.2V时，可正常工作，输出电流可达800mA。
★LM1117有可调电压的版本，通过2个外部电阻可实现1.25～13.8V输出电压范围。另外还有5个固定电压输出（1.8V、2.5V、2.85V、3.3V和5V）的型号。

### 2.内部结构

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从上图可看出：
1.LM1117有一个限流保护和一个过热保护。
2.三极管处通过NPN与PNP串联形成复合管（达林顿结构），使放大倍数增加。整体可看成PNP管（与前级管子类型相同）
3.输出电压固定型号的芯片1脚是GND，R1和R2集成在芯片内部；输出可调型号芯片的1脚是ADJ，R1和R2自行设计接在芯片外部。
4.由于整体看成了PNP管，控制方式正好与上面介绍的NPN型相反（可看到误差放大器输入端接法也相反）。
![image](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-11936724/90565c3efd58d8e4f0738d169698dfb8.png)


当Vo由于Vi波动上升时，**(Vea+) -(Vea-)增加，**由于是PNP型，Vo下降，实现平衡。

### 3.固定输出型号的一般接法

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★输出电压固定芯片的接法较为简单，只需在输入输出接上滤波电容。可以使用大小电容滤波，如本篇最上面的原理图。
★可发现在电路中选择了钽电容滤波。钽电容相对于铝电解电容来说性能更好，但是耐压值一般较低，选择时需十分注意（因为电压超过钽电容耐压值时会火花四溅），同时钽电容价格也相对更高。
★如果条件允许，最好在输入和输出端分别加上适当的稳压二极管，防止浪涌电压。

### 4.可调输出型号的一般接法

![image](https://developer.qcloudimg.com/http-save/yehe-11936724/51f6bc78c2232a21d514fda171fcf737.png)


R1和R2自行配置，可实现不同的输出调节范围。Cadj可不添加。

### 5.补充（LM317、78XX系列、78MXX系列、78LXX系列）

★LM317是一款三端可调稳压器（并无固定电压的型号）。输出电流可达1.5A，最小压差3V左右。具体可看数据手册。
★78XX系列、78MXX系列、78LXX系列是三端固定稳压器。三个系列分别对应输出电流1.5A、0.5A、0.1A。只有固定输出电压型号，无可调型号。如：7805代表固定5V输出。同时，输入输出电压的压差为2~3V，相比LM1117的1.2V略大。
★在一块PCB板中，如果用电单元之间会相互干扰或者电流要求总和超过了一个LDO的输出能力，则可以采用多个相同的LDO分别为其供电。

此篇介绍后一部分LDO（低压差线性稳压芯片AMS1117）的使用，与前半部分开关芯片类似，AMS1117也有固定输出与可调输出的型号区分，此处使用的是3.3V固定电压输出。

南京观海微电子----LDO低压差线性稳压

硬件

本文详细解析LDO芯片AMS1117/LM1117的工作原理与应用，包括传统和新型稳压结构对比，重点介绍3.3V固定输出型号的电路设计要点。内容涵盖线性稳压效率计算、热损耗分析、典型接法及钽电容选型建议，并对比LM317、78XX等常见稳压芯片特性，为电源设计提供实用参考。

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