1.前言

   目前市场上无论什么电子产品，只要涉及到电就必须用到电源，电源的分类有很多种，比如开关电源、逆变电源、交流电源等等。在移动端消费类电子产品中，常用的有DCDC电源和LDO电源两种，DCDC的优点是效率高，但是噪声大；LDO正相反，它是效率低，噪声小

   LDO即Low Dropout Regulator，是一种低压差线性稳压器。这是相对于传统的线性稳压器来说的。传统的线性稳压器，如78XX系列的芯片都要求输入电压要比输出电压至少高出2V~3V，否则就不能正常工作。但是在一些情况下，这样的条件显然是太苛刻了，如5V转3.3V，输入与输出之间的压差只有1.7V，显然这是不满足传统线性稳压器的工作条件的。针对这种情况，芯片制造商们才研发出了LDO类的电压转换芯片。

2.设计框图及原理介绍

   流程图及原理图初步设计都是由Scheme-it网页绘制

   这里是分享链接：my frist project | Scheme-it | Free Online Schematic and Diagramming Tool | DigiKey Electronics

上面框图为LDO内部构成，它基本都是由4大部件构成，分别是分压取样电路、基准电压、误差放大电路和晶体管调整电路。

（1）分压取样电路---通过电阻R1和R2对输出电压进行采集，

（2）误差放大电路---将采集的电压输入到比较器反向输入端，与正向输入端的基准电压进行比较，再将比较结果进行放大，

（3）晶体管调整电路---把这个放大后的信号输出到晶体管的控制极（也就是PMOS管的栅极或者PNP型三极管的基极），从而这个放大后的信号（电流）就可以控制晶体管的导通电压了

这就是一个负反馈调节回路。晶体管输出电压就是输入电压减去导通电压，因此控制了导通电压就相当于控制了LDO的输出电压了。

   上图展现了LM1117芯片内部的主要结构：LDO主要工作流程是将输出电压通过分压电阻分压，Va和基准参考电压做比较，通过运放输出Vg来调节输出，反馈回路已用红色轨迹标识出，具体原理分两个方面详细介绍。

   当Vout由于负载变化或其他原因电压下降时，两个串联分压电阻两端的电压也会下降，进而A点电压下降，A点的电位和Vref电位相比较，误差放大器会减小它的输出，使得G电位下降，Vs电压不变，进而使得|Vgs|的压差增加（我们用Vgs和Vds的绝对值描述PMOS更直观），输出电流Isd会增加，输出电流Isd增加就会使得Vout上升，完成一次反馈控制，使得Vout又回到正常电位。

总结过程如下：

Vout↓——>Va↓——>Vg↓——Iout↑——>Vout↑

3.原理图及芯片介绍

   整个LDO的原理图初步设计如下，使用了FastBond活动中要求的厂商的芯片，是TI公司的LM1117芯片，之后将详细介绍。

此项目是将输入的5v电压经过LDO后，输出为3.3V电压，我们可以将输出的电压连接在我们所需要的板卡上，如RP2040的芯片，它所需要的电压为3.3V。

LM1117芯片的特点包括：

1. 输入电压范围广：通常为7V至15V，但也有其他版本支持更大的输入电压范围。
2. 输出电压可调或固定：根据型号的不同，LM1117可以提供可调输出电压或固定的输出电压选项。常见的固定输出电压版本包括3V和5V。
3. 低静态电流：LM1117芯片在工作时具有较低的静态电流消耗，有助于延长电池寿命和降低功耗。
4. 过热和过电流保护：LM1117芯片内置了过热和过电流保护功能，以防止芯片损坏或过载。
5. 小尺寸封装：LM1117芯片通常采用SOT-223封装，体积小巧，便于集成到各种电路板和设备中。
6. 简单的外部元件配置：为了实现正常工作，LM1117芯片只需要连接输入和输出电容即可，简化了设计和布局的要求。

   原理图中LDO的模块很简单，一个LM1117芯片与两个去耦电容连接即可。

4.结语：

   通过以上的项目，我们可以了解到LDO具有以下特点：

优点：（1）简单：LDO 线性稳压器件相对于开关电源而言，电路结构简单，易于设计和调整。（2）稳定：LDO 稳压器可以提供稳定的输出电压，能够抵御输入电压波动和负载变化。（3）低噪声：LDO 稳压器通常具有低噪声特性，适用于对电源纹波和噪声敏感的应用。（4）低漏电流：LDO 器件的漏电流通常较低，有助于延长电池寿命和节省能源。

但是也有以下缺点：效率较低：与开关电源相比，LDO 的效率较低，因为它通过将多余电压转换为热量来实现稳压，这会导致能量损耗。限制的功率处理能力：LDO 的功率处理能力相对较低，适合用于低功率应用，无法满足高功率需求。

虽然这个部分模块很简单，但是它涉及了电路分析，模拟电路，数字电路等知识，尤其是LM1117芯片内部构造是如何提供可调或固定输出电压。搞懂其中的电路并且能够举一反三才是我们真正需要学习的能力。

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