LDO线性稳压电源和开关电源的工作原理介绍及其比较

　　电源设计用得最多是从一个稳定的“高”电压得到一个稳定的“低”电压，也就是DC－DC（直流－直流），其中用得最多的稳压芯片一种叫LDO（低压差线性稳压器），一种叫PWM（脉宽调制开关电源，也称开关电源）。

　　一）LDO线性稳压电源的原理

　　如图是线性稳压电源内部结构的示意图。

　　从高电压Vs得到低电压Vo。Vo经过两个分压电阻分压得到V＋，V＋被送入放大器正端，负端Vref是电源内部参考电平（参考电平是恒定的）。

　　放大器的输出Va连接到MOSFET的栅极来控制MOSFET的阻抗。Va变大时，MOSFET的阻抗变大；Va变小时，MOSFET的阻抗变小。MOSFET上的压降将是Vs－Vo。

　　假设Vo变小，那么V＋将变小，放大器的输出Va也将变小，将导致MOSFET的阻抗变小，经过同样的电流，MOSFET的压差将变小，于是将Vo上抬来抑制Vo的变小。

　　Vo变大，V＋变大，Va变大，MOSFET的阻抗变大，经过同样的电流，MOSFET的压差变大，于是抑制Vo变大。

　　二）开关电源的工作原理

　　为了从高电压Vs得到Vo，开关电源采用了用一定占空比的方波Vg1，Vg2推动上下MOS管，Vg1和Vg2是反相的，Vg1为高，Vg2为低；上MOS管打开时，下MOS管关闭；下MOS管打开时，上MOS管关闭。由此在L左端形成了一定占空比的方波电压，电感L和电容C我们可以看作是低通滤波器，因此方波电压经过滤波后就得到了滤波后的稳定电压Vo。Vo经过R1、R2分压后送入第一个放大器（误差放大器）的负端V＋，误差放大器的输出Va做为第二个放大器（PWM放大器）的正端，PWM放大器的输出Vpwm是一个有一定占空比的方波，经过门逻辑电路处理得到两个反相的方波Vg1、Vg2来控制MOSFET的开关。

　　放大器的正端Vref是一恒定的电压，而PWM放大器的负端Vt是一个三角波信号，一旦Va比三角波大时，Vpwm为高；Va比三角波小时，Vpwm为低，因此Va与三角波的关系，决定了方波信号Vpwm的占空比；Va高，占空比就低，Va低，占空比就高。经过处理，Vg1与Vpwm同相，Vg2与Vpwm反相；最终L左端的方波电压Vp与Vg1相同。