LDO环路稳定性

2022-01-13 浏览次数:719
1、前馈控制电容对LDO稳定性的危害

常常有LDO规定在意见反馈电阻器R1上并接一个前馈控制电容CFF,那样做是为了更好地减少误差放大器的噪音收获可让LDO的输出噪音不随输出工作电压升高而大幅度提升。遗憾的是,这针对固定不动输出LDO来讲不是行得通的,由于意见反馈连接点不容易得到。针对可调整输出的LDO是有效的,在其中R1和R2设定输出工作电压。CFF和R1产生了一个零点ZFF=1/(2π×R1×CFF),该零点提升了正相移,可对LDO环城路中的2个低频率**点之一开展赔偿。遗憾的是,他们也形成了一个**点:PFF=1/(2π×R1//R2×CFF)。很有可能的较大相位差**前的在于:VOUT/VFB比零点频率ZFF相对性于企业收获的部位。



尽管在大部分LDO里都应用前馈控制赔偿来得到正相移,可是通常还务必根据别的方式来得到附加的相位差**前的以促使系统软件具备可接纳的相位裕度。下边的就详细介绍LDO稳压电源中绝大部分应用的方式:输出电容的ESR赔偿。

2、LDO的输出电容

为了确保更低的输出噪音及其迅速的动态性回应,传统式的电子管型的LDO因为其输出特性阻抗高,必须利用一些电容特殊的ESR和电容数值LDO开展赔偿,而钽电容数Ohm的ESR恰好达到那样的要求,这就变成其是一个好电容的因素之一。

传统式LDO的意见反馈控制回路的环城路收获曲线图因为输出电阻器比较大,与负荷电容功效后会形成一个高频**点P1,这一低频率**点产生的额外相移促使意见反馈控制回路不稳定。而用外界钽电容赔偿后,因为钽电容有着较高的ESR(如1ohm),促使环城路曲线图中发生一个零点,这一零点产生的反向相移的环城路收获将为1,相抵掉以前低频率**点产生的额外相移,促使意见反馈控制回路平稳。

典型性LDO运用必须提升外界键入和输出电容。挑选 对电容稳定性层面没有规定的LDO,可以减少规格与成本费,此外还能够彻底清除这种元器件。利用较低ESR的大电容一般可以进一步提高PSRR、噪音及其瞬态特性。

瓷器电容通常是优选,由于他们价格便宜并且常见故障方式是短路故障,比较之下钽电容较为价格昂贵且其常见故障方式是短路故障。

输出电容的等效电路串联电阻(ESR)会影响到其稳定性,瓷器电容具备较低的ESR,大约为10mΩ数量级,而钽电容ESR在100mΩ量级。此外,很多钽电容的ESR随温度发生变化,会对LDO特性造成不良危害。假如温度转变并不大,并且电容和接地装置中间串连适度的电阻器(一般100mΩ数量级),可以用瓷器电容替代钽电容。



一样的,因为MOS管的LDO具备很好的稳定性,再佐以一些内部提升,在TI的一些LDO对输出电容不会再有特殊的ESR规定,大家称作“Cap Free”技术性,这代表着一切种类的电容都能够被利用,这大幅度降低了成本费和设计方案难度系数。

3、输出电容的ESR对LDO稳定性的危害

输出电容的ESR务必处于生产商要求的较少/较高值范围内以保证稳定性。


过高ESR对LDO稳定性的危害:

C 高ESR将零点挪到一个较低的频率;

C 这扩大了环城路网络带宽,因此容许**点PPWR在0dB频率以前提升大量的相移;

C 由别的**点造成的相移(图内未示出)促使>10Ω的ESR值通常会导致环城路的不稳定。

过低ESR对LDO稳定性的危害:

C 低ESR将零点挪到一个较高的频率;

C 零点发生的频率比0dB频率高1个十倍频率以上;

C 因为零点在0dB下未加上一切正相移,因而2个低频率**点将造成相移做到-180°(不稳定)。




ESR对LDO稳定性的危害

(PL为负载电阻和电容产生的**点,P1为较为放大仪的内部**点,PPWR为内部调节管的较间电容产生的**点)

4、内部零点赔偿互联网

除开前馈控制电容赔偿、输出电容的ESR补偿以外,有的线形稳压电源根据提升里面的零点赔偿来加强环城路稳定性。


5、附加状况

LDO也是有不可以加前馈控制电容赔偿的状况(FB管脚和SENSE引脚)。详尽可参照TI的集成icTPS771xx/TPS772xx的datasheet。实际叙述如下所示:


LDO也备至RC前馈控制互联网的,R一般在K级。由R3和C1组成的互联网可减少误差放大器的沟通交流收获。为保证具备低相位差裕量(或是非企业收获平稳)LDO的稳定性,挑选 R3将放大仪的高频率收获设成1.1上下。如需减少1/f区的噪音,则需挑选 C1将低频率零点设成10Hz下列。




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