LDO環(huán)路穩(wěn)定性

時間：2022-01-13作者：深圳市科電電子有限公司瀏覽：777

1、前饋控制電容對LDO穩(wěn)定性的危害

常常有LDO規(guī)定在意見反饋電阻器R1上并接一個前饋控制電容CFF，那樣做是為了較好地減少誤差放大器的噪音收獲可讓LDO的輸出噪音不隨輸出工作電壓升高而大幅度提升。遺憾的是，這針對固定不動輸出LDO來講不是行得通的，由于意見反饋連接點不容易得到。針對可調整輸出的LDO是有效的，在其中R1和R2設定輸出工作電壓。CFF和R1產(chǎn)生了一個零點ZFF=1/(2π×R1×CFF)，該零點提升了正相移，可對LDO環(huán)城路中的2個低頻率**點之一開展賠償。遺憾的是，他們也形成了一個**點：PFF=1/(2π×R1//R2×CFF)。很有可能的較大相位差**前的在于：VOUT/VFB比零點頻率ZFF相對性于企業(yè)收獲的部位。







盡管在大部分LDO里都應用前饋控制賠償來得到正相移，可是通常還務必根據(jù)別的方式來得到附加的相位差**前的以促使系統(tǒng)軟件具備可接納的相位裕度。下邊的就詳細介紹LDO穩(wěn)壓電源中絕大部分應用的方式：輸出電容的ESR賠償。

2、LDO的輸出電容

為了確保較低的輸出噪音及其迅速的動態(tài)性回應，傳統(tǒng)式的電子管型的LDO因為其輸出特性阻抗高，必須利用一些電容特殊的ESR和電容數(shù)值LDO開展賠償，而鉭電容數(shù)Ohm的ESR恰好達到那樣的要求，這就變成其是一個好電容的因素之一。

傳統(tǒng)式LDO的意見反饋控制回路的環(huán)城路收獲曲線圖因為輸出電阻器比較大，與負荷電容功效后會形成一個高頻**點P1，這一低頻率**點產(chǎn)生的額外相移促使意見反饋控制回路不穩(wěn)定。而用外界鉭電容賠償后，因為鉭電容有著較高的ESR（如1ohm），促使環(huán)城路曲線圖中發(fā)生一個零點，這一零點產(chǎn)生的反向相移的環(huán)城路收獲將為1，相抵掉以前低頻率**點產(chǎn)生的額外相移，促使意見反饋控制回路平穩(wěn)。

典型性LDO運用必須提升外界鍵入和輸出電容。挑選 對電容穩(wěn)定性層面沒有規(guī)定的LDO，可以減少規(guī)格與成本費，此外還能夠徹底清除這種元器件。利用較低ESR的大電容一般可以進一步提高PSRR、噪音及其瞬態(tài)特性。

瓷器電容通常是優(yōu)選，由于他們價格便宜并且常見故障方式是短路故障，比較之下鉭電容較為價格昂貴且其常見故障方式是短路故障。

輸出電容的等效電路串聯(lián)電阻(ESR)會影響到其穩(wěn)定性，瓷器電容具備較低的ESR，大約為10mΩ數(shù)量級，而鉭電容ESR在100mΩ量級。此外，很多鉭電容的ESR隨溫度發(fā)生變化，會對LDO特性造成不良危害。假如溫度轉變并不大，并且電容和接地裝置中間串連適度的電阻器（一般100mΩ數(shù)量級），可以用瓷器電容替代鉭電容。







一樣的，因為MOS管的LDO具備很好的穩(wěn)定性，再佐以一些內(nèi)部提升，在TI的一些LDO對輸出電容不會再有特殊的ESR規(guī)定，大家稱作“Cap Free”技術性，這代表著一切種類的電容都能夠被利用，這大幅度降低了成本費和設計方案難度系數(shù)。

3、輸出電容的ESR對LDO穩(wěn)定性的危害

輸出電容的ESR務必處于生產(chǎn)商要求的較少/較高值范圍內(nèi)以保證穩(wěn)定性。




過高ESR對LDO穩(wěn)定性的危害：

C 高ESR將零點挪到一個較低的頻率；

C 這擴大了環(huán)城路網(wǎng)絡帶寬，因此容許**點PPWR在0dB頻率以前提升大量的相移；

C 由別的**點造成的相移(圖內(nèi)未示出)促使>10Ω的ESR值通常會導致環(huán)城路的不穩(wěn)定。

過低ESR對LDO穩(wěn)定性的危害：

C 低ESR將零點挪到一個較高的頻率；

C 零點發(fā)生的頻率比0dB頻率高1個十倍頻率以上；

C 因為零點在0dB下未加上一切正相移，因而2個低頻率**點將造成相移做到-180°(不穩(wěn)定)。










ESR對LDO穩(wěn)定性的危害

（PL為負載電阻和電容產(chǎn)生的**點，P1為較為放大儀的內(nèi)部**點，PPWR為內(nèi)部調節(jié)管的較間電容產(chǎn)生的**點）

4、內(nèi)部零點賠償互聯(lián)網(wǎng)

除開前饋控制電容賠償、輸出電容的ESR補償以外，有的線形穩(wěn)壓電源根據(jù)提升里面的零點賠償來加強環(huán)城路穩(wěn)定性。




5、附加狀況

LDO也是有不可以加前饋控制電容賠償?shù)臓顩r（FB管腳和SENSE引腳）。詳盡可參照TI的集成icTPS771xx/TPS772xx的datasheet。實際敘述如下所示：




LDO也備至RC前饋控制互聯(lián)網(wǎng)的，R一般在K級。由R3和C1組成的互聯(lián)網(wǎng)可減少誤差放大器的溝通交流收獲。為保證具備低相位差裕量（或是非企業(yè)收獲平穩(wěn)）LDO的穩(wěn)定性，挑選 R3將放大儀的高頻率收獲設成1.1上下。如需減少1/f區(qū)的噪音，則需挑選 C1將低頻率零點設成10Hz下列。








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