Part 01 前言

低壓差線性穩壓器LDO是目前常見的電源管理IC，其性能直接影響電路的穩定性。其中，負載調整率Load Regulation是衡量LDO在負載電流變化時輸出電壓穩定性的關鍵指標。接下來我們深入分析負載調整率的定義、影響因素、計算方法。

Part 02 負載調整率是什么？為什么重要？

負載調整率Load Regulation是指LDO在負載電流變化時，輸出電壓的變化程度。它通常定義為：

負載調整率的單位通常為mV/mA或百分比%。例如，若負載電流從0mA 變化到100 mA（△Iout = 100 mA),輸出電壓從5V變為4.99 V（△Vout =-10 mV)，則負載調整率為-0.1 mV/mA。

負載調整率為什么重要？

在實際應用中，負載電流往往會動態變化。例如，微控制器（MCU）在休眠模式和活躍模式之間切換時，電流需求可能從幾微安跳變到數百毫安。如果LDO的負載調整率差，輸出電壓會隨之大幅波動，可能導致下游器件工作異常甚至損壞。負載調整率是一個穩態參數，反映了LDO在負載電流變化后穩定狀態下的輸出偏差，與瞬態響應不同（瞬態響應關注動態變化）。

Part 03 負載調整率的核心影響因素

1.控制環路的開環增益

LDO的控制環路是維持輸出穩定的核心。增加開環增益可以顯著改善負載調整率。開環增益越高，誤差放大器對輸出電壓偏差的響應越靈敏，能更快調整通過元件的電流，從而減小Vout。所以我們可以選擇高開環增益的LDO。

2.負載電流變化的幅度

負載電流變化△Iout 越大，對LDO控制環路的挑戰越大。負載電流從0到最大額定值的變化會導致輸出電壓出現最大偏差△V，這是負載調整率的最差情況。

3.通過元件的特性

LDO的通過元件（也就是MOSFET或雙極型晶體管）對負載調整率有直接影響。對于雙極型晶體管，靜態電流隨負載電流成比例增加，可能導致更大的輸出偏差；而MOSFET由于是電壓驅動器件，靜態電流相對恒定，負載調整率通常更優。MOSFET型LDO的靜態電流隨負載變化較小，適合需要高負載調整率的應用場景。

4.輸出電容和ESR

輸出電容Cout和其等效串聯電阻ESR主要影響瞬態響應，但也會間接影響穩態下的負載調整率。較大的輸出電容和較低的ESR有助于減小瞬態電壓變化，從而更快恢復到穩態，間接改善負載調整率。

Part 04 實例分析

假設某LDO負載調整率為0.04mV/mA，輸出電壓Vout=5V(無負載時)。負載電流Iout從10mA變化到50 mA (△Iout = 50－10 = 40 mA)。輸入電壓Vin = 6V(保持恒定)。

△Vout = Load Regulation × △Iout=0.04mV/mA × 40mA = 1.6 mV

結果分析

負載電流從10 mA增加到50 mA時，輸出電壓會因負載調整率導致偏差 △Vout=1.6mV。因此，新穩態下的輸出電壓為:

Vout,new= Vout - △Vout = 5V - 1.6 mV = 4.9984V

負載調整率通常為正值，但△Vout的正負取決于負載電流增加或減少的方向。在這個例子中，負載電流增加，輸出電壓通常會略微下降（假設為負偏差)，數據手冊中一般已標準化為絕對值，這點需要注意。