LDO¶

概要¶

LDO（Low Dropout Regulator）は、入力電圧から安定した出力電圧を生成する線形レギュレータの一種である。

DCDCコンバータと異なり、スイッチング動作を行わず、余分な電圧を熱として消費することで電圧を安定化する。

動作原理¶

LDOは入力電圧と出力電圧の差を利用して電圧を制御する。

例：

5V
 ↓
LDO
 ↓
3.3V

この場合、余分な1.7Vは熱として消費される。

ドロップアウト電圧¶

LDOには「ドロップアウト電圧」と呼ばれる最小電圧差が存在する。

例：

出力電圧：3.3V
ドロップアウト電圧：0.2V

の場合、

入力電圧 ≥ 3.5V

が必要となる。

入力電圧が不足すると正常な電圧を出力できない。

効率¶

LDOの効率は入力電圧と出力電圧の比によって決まる。

計算式：

効率 ≒ 出力電圧 ÷ 入力電圧

例：

5V → 3.3V

の場合

3.3 ÷ 5 = 66%

となり、残りは熱として失われる。

利点¶

• 回路構成が簡単

• ノイズが少ない

• 出力電圧が安定している

• 外付け部品が少ない

• 実装しやすい

欠点¶

• 効率が低い

• 発熱が大きい

• 大電流用途に向かない

• バッテリー駆動では消費電力が増える

DCDCとの比較¶

主な用途¶

ノイズに敏感な回路¶

• ADC

• センサ

• アナログ回路

• RF回路

小電流回路¶

• マイコン補助電源

• リファレンス電源

設計時の注意点¶

発熱計算¶

LDOの損失は以下で求められる。

\(P=(V_{in}-V_{out})I\)

例：

5V → 3.3V
電流 100mA

の場合

(5 - 3.3) × 0.1 = 0.17W

の熱が発生する。

入出力コンデンサ¶

データシートで指定されたコンデンサを配置する。

• 入力コンデンサ

• 出力コンデンサ

最大出力電流¶

必要な電流を十分供給できるか確認する。

Asterでの利用¶

Asterでは主電源としてDCDCコンバータを使用する。

LDOは必要に応じて、ノイズに敏感な回路へ安定した電源を供給する際に利用できる。

入力電源
    ↓
DCDC 3.3V
    ↓
LDO（必要時）
    ↓
高精度センサ・アナログ回路

現在のALEO構成では、STM32・IMU・OLEDはDCDCのみで動作可能なため、LDOは必須ではない。