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以下是LDO的基本原理框图,怎么实现恒压的不太理解? [复制链接]

 

图片.png   由上图所示,属于LDO的恒压输出芯片的原理,大体分析如下, 误差放大器的FB端与VREF端 会保持相等,那当FB的电压与VREF的电压相等时,误差放大器输出的电压是多少呢?

不是0吗?那还怎么控制MOS,还有当FB的电压增大或者减小时,误差放大器的输出也会随之变化,从而驱动MOS,调节输出的电压大小,那怎么保证这个输出的电压正好能控制MOS两端是合适的电压 ,而保证输出的电压是想要的呢? 不太理解,闭环控制没有理解?求老是讲解一下


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『求老是讲解一下』

图中是一个运放加一个P沟MOS管。P沟MOS管在此也是一个共源极放大器,由漏极输出。

一个放大器,与另一个放大器级联,仍然是一个放大器。此处是运放与P沟MOS管级联,构成一个新的放大器。你把这个新的放大器看清楚,就明白此电路是怎么实现恒压的了。

点评

不太理解。。老师,, 搞不清楚 误差放大器输出的电压 控制MOS,怎么能正好把MOS两端的电压控制在想要的数值呢。换句话说就是说误差放大器怎么知道输出多大的电压 能把MOS,正常情况不是VFB=VREF吗 那这样的话 放大  详情 回复 发表于 2022-5-19 14:22

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假设Vo因某种原因上升,于是FB上升,运放输出上升,MOS管栅压上升,MOS管导通程度下降,相当于在电源回路串入了阻值更高的电阻,于是Vo下降。这是个负反馈过程,直至Vo稳定。反之亦然。

点评

那稳定的状态下 误差放大器的输出是多少呢? 我不太理解为什么运放输出给MOS的电压正好能保证MOS DS间的电压正好能达到我们想要的输出电压  详情 回复 发表于 2022-5-19 13:36
个人签名上传了一些书籍资料,也许有你想要的:http://download.eeworld.com.cn/user/chunyang

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chunyang 发表于 2022-5-19 13:09 假设Vo因某种原因上升,于是FB上升,运放输出上升,MOS管栅压上升,MOS管导通程度下降,相当于在电源回路串 ...

那稳定的状态下 误差放大器的输出是多少呢? 我不太理解为什么运放输出给MOS的电压正好能保证MOS DS间的电压正好能达到我们想要的输出电压

点评

稳态下运放的输出在没有参数限定的情况下不可知,也没必要去知道,但这么说你恐怕更糊涂了。不如换个模型,其实质是一样的: 假设有一个电源,电压可能会变化,负载是一个电阻其阻值也可能会变化,现有一只串在电  详情 回复 发表于 2022-5-19 16:58

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maychang 发表于 2022-5-19 12:56 『求老是讲解一下』 图中是一个运放加一个P沟MOS管。P沟MOS管在此也是一个共源极放大器,由漏极输出。 ...

不太理解。。老师,, 搞不清楚 误差放大器输出的电压 控制MOS,怎么能正好把MOS两端的电压控制在想要的数值呢。换句话说就是说误差放大器怎么知道输出多大的电压 能把MOS,正常情况不是VFB=VREF吗 那这样的话 放大器输出不就是0了吗,是0的话 MOS还怎么工作

点评

首帖电路使用P沟MOS管。此电路也可以使用N沟MOS管或者NPN双极型管(其中利弊是另一个问题)。但使用N沟MOS管或者NPN双极型管时,运放的两个输入端需要对调。想想为什么要对调。  详情 回复 发表于 2022-5-19 14:58
『误差放大器怎么知道输出多大的电压』 运放是通过MOS管放大再经R1R2分压反馈到运放同相输入端知道的。  详情 回复 发表于 2022-5-19 14:53
『正常情况不是VFB=VREF吗 那这样的话 放大器输出不就是0了吗,是0的话 MOS还怎么工作』 你的理解错误。VFB=VREF即所谓 “虚短”,此时运放的输出并不是0,是多少不知道,可能大于0也可能小于0。VFB=VR  详情 回复 发表于 2022-5-19 14:50
『搞不清楚 误差放大器输出的电压 控制MOS,怎么能正好把MOS两端的电压控制在想要的数值呢』 运放控制MOS,chunyang在3楼已经讲过了。  详情 回复 发表于 2022-5-19 14:46

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小太阳yy 发表于 2022-5-19 14:22 不太理解。。老师,, 搞不清楚 误差放大器输出的电压 控制MOS,怎么能正好把MOS两端的电压控制在想要的 ...

『搞不清楚 误差放大器输出的电压 控制MOS,怎么能正好把MOS两端的电压控制在想要的数值呢』

运放控制MOS,chunyang在3楼已经讲过了。

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是的,老师 我理解是运放控制MOS,但我就是不理解,运放的输出怎么就能正好控制MOS 两端的电压,来获得最后我们想要的电压值。。。   输出电压的大小,VO=VIN-V MOS_DS这个公式没有问题吧, 假设VIN=7  详情 回复 发表于 2022-5-19 15:29

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小太阳yy 发表于 2022-5-19 14:22 不太理解。。老师,, 搞不清楚 误差放大器输出的电压 控制MOS,怎么能正好把MOS两端的电压控制在想要的 ...

『正常情况不是VFB=VREF吗 那这样的话 放大器输出不就是0了吗,是0的话 MOS还怎么工作』

你的理解错误。VFB=VREF即所谓 “虚短”,此时运放的输出并不是0,是多少不知道,可能大于0也可能小于0。VFB=VREF是无限增益放大器负反馈下工作的结果,也就是说MOS管输出经R1R2两个电阻分压后的结果。


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小太阳yy 发表于 2022-5-19 14:22 不太理解。。老师,, 搞不清楚 误差放大器输出的电压 控制MOS,怎么能正好把MOS两端的电压控制在想要的 ...

『误差放大器怎么知道输出多大的电压』

运放是通过MOS管放大再经R1R2分压反馈到运放同相输入端知道的。


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小太阳yy 发表于 2022-5-19 14:22 不太理解。。老师,, 搞不清楚 误差放大器输出的电压 控制MOS,怎么能正好把MOS两端的电压控制在想要的 ...

首帖电路使用P沟MOS管。此电路也可以使用N沟MOS管或者NPN双极型管(其中利弊是另一个问题)。但使用N沟MOS管或者NPN双极型管时,运放的两个输入端需要对调。想想为什么要对调。


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maychang 发表于 2022-5-19 14:46 『搞不清楚 误差放大器输出的电压 控制MOS,怎么能正好把MOS两端的电压控制在想要的数值呢』 运放控制 ...

是的,老师 我理解是运放控制MOS,但我就是不理解,运放的输出怎么就能正好控制MOS 两端的电压,来获得最后我们想要的电压值。。。

 

输出电压的大小,VO=VIN-V MOS_DS这个公式没有问题吧,

假设VIN=7v VO我们想要5V 那么VMOS DS的电压就为7-5=2V

那VR2的电压 应该是5*R2/(R1+R2) 我们让这个电压等于 VREF的电压,

那如果电压波动了,VIN变成了8V,那如果要保证V0还是5V的话,那VMOS DS的电压就该是3V.

这个2v跟3V的电压是通过运算控制的,但是我怎么会知道运放输出的电压加到MOS上正好保证MOS上的电压是2V,或者3V呢,我是不是哪里想的不对?

 

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『但是我怎么会知道运放输出的电压加到MOS上正好保证MOS上的电压是2V,或者3V呢』 实际上,输出电压在输入电压从7V变成8V后,并不能保持5V,而是比5V高那么一点点,例如5.000001V。正是这0.000001V电压,使得MOS管  详情 回复 发表于 2022-5-19 15:39
『那如果电压波动了,VIN变成了8V,那如果要保证V0还是5V的话,那VMOS DS的电压就该是3V.』 你没有想错。输入变成8V,MOS管DS之间必须为3V才能够使输出保持5V。    详情 回复 发表于 2022-5-19 15:33

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小太阳yy 发表于 2022-5-19 15:29 是的,老师 我理解是运放控制MOS,但我就是不理解,运放的输出怎么就能正好控制MOS 两端的电压,来获得最 ...

『那如果电压波动了,VIN变成了8V,那如果要保证V0还是5V的话,那VMOS DS的电压就该是3V.』

你没有想错。输入变成8V,MOS管DS之间必须为3V才能够使输出保持5V。

 


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小太阳yy 发表于 2022-5-19 15:29 是的,老师 我理解是运放控制MOS,但我就是不理解,运放的输出怎么就能正好控制MOS 两端的电压,来获得最 ...

『但是我怎么会知道运放输出的电压加到MOS上正好保证MOS上的电压是2V,或者3V呢』

实际上,输出电压在输入电压从7V变成8V后,并不能保持5V,而是比5V高那么一点点,例如5.000001V。正是这0.000001V电压,使得MOS管DS之间电压变成了3V(实际上是3V少那么一点点),只要运放加MOS直流增益为1/0.000001,也就是1000000。而运放加MOS的直流增益很容易做到1000000倍。

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运放跟MOS放在一起说我就更糊涂了 老师。。我的理解是给MOS G极一定的电压,MOS管就有相对应的RDSON,也就是说运放的输出电压决定了MOS管的RDSON大小,但是我怎么确定运放输出的电压能正好达到我想要的MOS的RDSON的值  详情 回复 发表于 2022-5-19 16:31

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maychang 发表于 2022-5-19 15:39 『但是我怎么会知道运放输出的电压加到MOS上正好保证MOS上的电压是2V,或者3V呢』 实际上,输出电压在 ...

运放跟MOS放在一起说我就更糊涂了 老师。。我的理解是给MOS G极一定的电压,MOS管就有相对应的RDSON,也就是说运放的输出电压决定了MOS管的RDSON大小,但是我怎么确定运放输出的电压能正好达到我想要的MOS的RDSON的值呢,我还是想不通

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『但是我怎么确定运放输出的电压能正好达到我想要的MOS的RDSON的值呢,我还是想不通』 “正好达到”,chunyang在3楼已经说清楚了。这是负反馈动态过程,“直至Vo稳定”。  详情 回复 发表于 2022-5-19 16:36

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小太阳yy 发表于 2022-5-19 16:31 运放跟MOS放在一起说我就更糊涂了 老师。。我的理解是给MOS G极一定的电压,MOS管就有相对应的RDSON,也就 ...

『但是我怎么确定运放输出的电压能正好达到我想要的MOS的RDSON的值呢,我还是想不通』

“正好达到”,chunyang在3楼已经说清楚了。这是负反馈动态过程,“直至Vo稳定”。

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如果把MOS去掉 我想我可以理解。。。  详情 回复 发表于 2022-5-19 17:48

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小太阳yy 发表于 2022-5-19 13:36 那稳定的状态下 误差放大器的输出是多少呢? 我不太理解为什么运放输出给MOS的电压正好能保证MOS DS间的 ...

稳态下运放的输出在没有参数限定的情况下不可知,也没必要去知道,但这么说你恐怕更糊涂了。不如换个模型,其实质是一样的:

假设有一个电源,电压可能会变化,负载是一个电阻其阻值也可能会变化,现有一只串在电源-负载回路里的电位器,你的任务就是调节电位器使负载两端的电压恒定。电压观察是用你的眼睛通过看一只电压表来实现,电位器的阻值则用你的手来旋转控制,设定电压就是你内心的想法。这个模型与楼主图的实质是完全一样的,在这里,电位器旋钮的位置就等于是楼主图的运放输出,电位器就是楼主图中的MOS管,你就是运放,你眼睛里看到的电压表读数就是FB。试问,你关心电位器旋钮的位置么?要做刻度么?显然不需要,你唯一要做的事就是旋转电位器,只要在电位器的旋转范围内电压能达到你心里想的那个数值就可以了。从这个模型应该很容易想明白,电位器旋钮的位置跟输入电压和负载电阻阻值是同时相关的,同样楼主图中MOS管的导通程度亦此。

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您说的我理解了,但是还是有点糊涂这个误差放大器,我还得再好好想想 再跟老师们讨论。。我感觉现在可能还没有入门,,  详情 回复 发表于 2022-5-19 17:47
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关于为什么运放的输出能使MOS管的导通程度恰好维持输出电压的稳定,这个本质上是个负反馈过程。同样拿前述的等效模型来说明:假设当前负载电压因某种原因发生偏差,你一定会旋转电位器使偏差减小,如果调过头了你还会反过来旋转电位器旋钮,直至你认为电压稳定到你心里想的那个数值。此时,你眼里看到的电压偏差跟你手上的动作构成负反馈,只要你的眼和手能跟得上负载电压的变化,那负载电压就是稳定的。

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老师,那我有一个问题,那这个误差放大器的开环增益是在调节过程中不断变化的吗?因为从计算公式来看的话,这个运放的输出电压是跟参考电压以及反馈系数还有开环增益有关系的,也就是说当VIN输入电压升高的时候,要  详情 回复 发表于 2022-5-20 08:53
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chunyang 发表于 2022-5-19 16:58 稳态下运放的输出在没有参数限定的情况下不可知,也没必要去知道,但这么说你恐怕更糊涂了。不如换个模型 ...

您说的我理解了,但是还是有点糊涂这个误差放大器,我还得再好好想想 再跟老师们讨论。。我感觉现在可能还没有入门,,


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maychang 发表于 2022-5-19 16:36 『但是我怎么确定运放输出的电压能正好达到我想要的MOS的RDSON的值呢,我还是想不通』 “正好达 ...

如果把MOS去掉 我想我可以理解。。。

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『如果把MOS去掉 我想我可以理解』 MOS管在此,不过是另一级放大器。运放和MOS管合起来,仍然是一个放大器。  详情 回复 发表于 2022-5-19 18:40
『如果把MOS去掉 我想我可以理解』 把MOS去掉,运放的两个输入端必须对调。因为P沟MOS在此是共源极,漏极与门极反相。  详情 回复 发表于 2022-5-19 18:39

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小太阳yy 发表于 2022-5-19 17:48 如果把MOS去掉 我想我可以理解。。。

『如果把MOS去掉 我想我可以理解』

把MOS去掉,运放的两个输入端必须对调。因为P沟MOS在此是共源极,漏极与门极反相。

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对调的意思是将参考电压加在 运放的﹢输入端是这个意吗?为什么必须对调?啥是共源极。漏级跟门极反向又是啥,,这些名词都不太懂。。    详情 回复 发表于 2022-5-20 08:55

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