LDO在开关电源中的作用
输出电容的选择
输出电容是用来补偿LDO稳压器的,所以选择时必须谨慎。基本上所有的LDO应用中引起的振荡都是由于输出电容的ESR过高或过低。
LDO的输出电容,通常钽电容是较好的选择(除了一些专门设计使用陶瓷电容的LDO,例如:LP2985)。测试一个AVX的4.7uF钽电容可知它在25℃时ESR为1.3Ω,该值处在稳定范围的中心。
另一点非常重要,AVX电容的ESR在-40℃到+125℃温度范围内的变化小于2:1。铝电解电容在低温时的ESR会变大很多,所以不适合作LDO的输出电容。
必须注意大的陶瓷电容(≥1uF)通常会用很低的ESR(<20mΩ),这几乎会使所有的LDO稳压器产生振荡(除了LP2985)。如果使用陶瓷电容就要串联电阻以增加ESR。大的陶瓷电容的温度特性很差(通常是Z5U型),也就是说在工作范围内的温度的上升和下降会使容值成倍的变化,所以不推荐使用。
准LDO补偿
准LDO的稳定性和补偿,应考虑它兼有LDO和NPN稳压器的特性。因为准LDO稳压器利用NPN导通管,它的共集电极组合也就使它的输出较(射较)看上去有相对低的阻抗。
然而,由于NPN的基较是由高阻抗PNP电流源驱动的,所以准LDO的输出阻抗不会达到使用NPN达林顿管的NPN稳压器的输出阻抗那样低,当然它比真正的LDO的输出阻抗要低。
也就是说准LDO的功率较点的频率比NPN稳压器的低,因此准LDO也需要一些补偿以达到稳定。当然了这个功率较点的频率要比LDO的频率高很多,因此准LDO只需要很小的电容,而且对ESR的要求也不很苛刻。
例如,准LDO LM1085可以输出高达3A的负载电流,却只需10uF的输出钽电容来维持稳定性。准LDO制造商未
必提供ESR范围的曲线图,所以准LDO对电容的ESR要求很宽松。
1. 简化开关电源设计
开关电源多路输出一般通过增加高频变压器反馈端来实现,这使得开关电源在设计过程中增加了设计者的工作量。应用LDO作为开关电源的输出终端,可以较大地简化开关电源的设计,缩短开发周期。
2. 提高开关电源的负载调整率
LDO是来稳定电源电压的**芯片,目前有很多公司设计的LDO的负载调整率非常小。应用LDO可以大幅度地降低开关电源负载调整率。
3. 有效滤除开关电源电磁干扰,减小纹波输出
开关电源的**缺点是产生较强的EMI。EMI信号既具有很宽的频率范围,又有一定的幅度,经传导和辐射会污染电磁环境,对通信设备和电子产品造成干扰。如果处理不当,开关电源本身就会变成一个干扰源。LDO有较高的电源抑制比,且LDO是低噪声器件,因此应用LDO可以有效地滤除开关电源EMI,减小纹波输出。
4.为开关电源提供过流保护
尽管许多PWM控制芯片本身具有过流保护功能,但LDO的过流保护功能可以提升开关电源的安全系数。
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