變頻器實習DAY40

一、工作內容

1.1 調整測試零伺服PI

調整測試零伺服PI
50%負載 30Hz， P=7,i=200

P=7,i=0,沒有加負載

P=20,i=150,50%負載

P = 10 , i=150

二、學習內容

2.1 LDO

• LDO是一種線性穩壓器（區別于開關穩壓器），主要功能是將“不穩定的直流輸入電壓（Vin）”轉換為“穩定的直流輸出電壓（Vout）”，且其要求的最小輸入輸出電壓差（稱為“ dropout voltage，壓差Vdo”）遠低于傳統線性穩壓器。
  舉個直觀例子：
  • 傳統線性穩壓器（如7805）需要輸入電壓至少比輸出高2-3V（比如輸出5V時，輸入需≥7V）；
  • 而LDO（如AMS1117-5.0）的最小壓差僅需0.5-1.5V（輸出5V時，輸入≥5.5V即可工作），部分高性能LDO的壓差甚至可低至10mV（如TI的TPS7A4700）。

LDO的核心工作原理——“采樣-比較-調整”閉環控制

LDO的內部結構可拆解為4個核心模塊，通過負反饋閉環實現電壓穩定，原理如下：

1. 基準電壓源（Reference Voltage）
   提供一個極高精度、極低溫度漂移的固定電壓（如1.25V、2.048V），作為電壓穩定的“基準標桿”，是LDO精度的核心。常用的基準源類型有“帶隙基準（Band-Gap Reference）”，兼具低成本和高精度。

2. 分壓采樣網絡（Voltage Divider）
   由兩個高精度電阻（R1、R2）組成，對LDO的輸出電壓Vout進行分壓，得到采樣電壓Vs = Vout × (R2/(R1+R2))。

   • 若需可調輸出電壓，只需將R1或R2替換為電位器，通過改變分壓比調整Vs，進而改變Vout。

3. 誤差放大器（Error Amplifier）
   將“采樣電壓Vs”與“基準電壓Vref”進行比較，放大兩者的差值（誤差信號），輸出控制信號到調整管。

   • 若Vout升高 → Vs升高 → 誤差信號增大 → 控制調整管“減小導通程度”；
   • 若Vout降低 → Vs降低 → 誤差信號減小 → 控制調整管“增大導通程度”。

4. 調整管（Pass Transistor）
   通常是MOSFET或BJT（晶體管），串聯在輸入Vin和輸出Vout之間，相當于一個“可調節的電阻”。

   • 其導通電阻由誤差放大器的控制信號決定：導通電阻越小，分壓越小，Vout越接近Vin；反之則Vout降低。
   • 調整管的類型直接影響LDO的壓差：MOSFET的導通電阻更小，適合低壓差場景；BJT則常用于高壓差、大電流場景。

LDO的關鍵參數——選型核心依據

理解以下參數，才能根據需求選擇合適的LDO：

參數名稱	英文縮寫	核心含義	對應用場景的影響
壓差	Vdo	LDO正常工作時，輸入Vin與輸出Vout的最小差值（如0.1V、0.5V）	電池供電場景（如手機、手環）需選低Vdo（≤0.3V），避免電池電壓下降時LDO失效
輸出電壓精度	Vout Tolerance	實際輸出電壓與標稱值的偏差（如±1%、±2%）	芯片供電（如MCU、傳感器）需高精度（±1%以內），普通模擬電路可放寬至±2%
輸出電流	Iout	LDO能穩定輸出的最大電流（如100mA、1A、3A）	負載電流大（如電機、LED陣列）需選高Iout，小負載（如傳感器）可選低Iout以降低功耗
靜態電流	IQ	LDO自身工作消耗的電流（如1μA、10μA、100μA）	低功耗場景（如物聯網設備、電池供電）需選低IQ（≤10μA），避免浪費電池電量
負載調整率	Load Regulation	負載電流從最小到最大變化時，輸出電壓的變化量（如0.1%/A）	負載電流波動大（如射頻模塊）需選低調整率，保證Vout穩定
線性調整率	Line Regulation	輸入電壓從最小到最大變化時，輸出電壓的變化量（如0.01%/V）	輸入電壓不穩定（如適配器、太陽能供電）需選低線性調整率
溫度系數	Temp Coefficient	環境溫度變化時，輸出電壓的變化率（如10ppm/℃）	高溫環境（如汽車、工業設備）需選低溫度系數，避免Vout隨溫度漂移

LDO與其他穩壓器的選型對比

實際設計中，需根據需求在LDO、傳統線性穩壓器、開關穩壓器之間選擇：

穩壓器類型	效率	壓差（Vdo）	輸出紋波	體積	成本	適用場景
LDO	中（壓差越小效率越高）	低（0.01V-1.5V）	極小（≤10mV）	小	低	電池供電、高精度芯片、低EMI場景
傳統線性穩壓器（如7805）	低（需高壓差）	高（2V-3V）	小（10mV-50mV）	中	低	輸入電壓穩定、對壓差不敏感的場景（如固定適配器供電）
開關穩壓器（如Buck）	高（80%-95%）	無（可升/降壓）	大（≥50mV）	大（需電感）	高	大電流、高壓差、高效率需求場景（如電機驅動、筆記本電源）

附學習參考網址

1. 電子電路學習筆記（14）——LDO(低壓差線性穩壓器)

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