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  • LDO電源抑制比的作用與影響因素解析
    • 發(fā)布時(shí)間:2023-07-15 16:51:47
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    LDO電源抑制比的作用與影響因素解析
    在電子產(chǎn)品設計中,低壓差線(xiàn)性穩壓器(LDO)是最常用的電源芯片之一,經(jīng)常用在開(kāi)關(guān)電源的后級。LDO 可以衰減開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的紋波,而衰減開(kāi)關(guān)電源紋波的主要參數就是 LDO 電源抑制比--PSRR。
    什么是 LDO 的 PSRR?
    PSRR 是 LDO 的主要參數之一,在各廠(chǎng)商 LDO 的數據手冊中都可以找到這一參數,PSRR 規定了在某個(gè)頻率下疊加的交流信號從 LDO 輸入到輸出的衰減程度。PSRR 的為:
    LDO 電源抑制比 PSRR
    該公式的含義是衰減越高,PSRR 值就越高。(注意:有些供應商會(huì )使用負號來(lái)表示衰減)
    接下來(lái)看一下如何使用 PSRR 參數來(lái)減小開(kāi)關(guān)電源的紋波。
    LDO PSRR 的作用及如何確定
    如圖 1 所示,是電子產(chǎn)品中常見(jiàn)的電源拓撲結構——開(kāi)關(guān)電源 + LDO,開(kāi)關(guān)電源(Buck 電路)將 12V 輸入電源降壓為 4.3V,紋波達到±50mV;LDO(TPS717)則進(jìn)一步調節輸出電壓為 3.3V。LDO 的 PSRR 將決定 3.3V 輸出電壓的紋波。
    LDO 電源抑制比 PSRR
    圖 1 使用 LDO 來(lái)過(guò)濾開(kāi)關(guān)噪聲
    根據 LDO PSRR 的定義,為了確定輸出紋波的衰減程度,首先要確定開(kāi)關(guān)電源輸出紋波的頻率。假設這個(gè)例子頻率為 1MHz,需查看 LDO 的 PSRR-頻率曲線(xiàn),如圖 2 所示。
    LDO 電源抑制比 PSRR
    圖 2 VIN – VOUT = 1V 時(shí),TPS717 的 PSRR 曲線(xiàn)
    在下列條件下,1MHz 時(shí)的 PSRR 指定為 45dB:
    IOUT = 150mA
    VIN – VOUT = 1V
    COUT = 1μF
    在這種情況下,45dB 相當于 178 的衰減系數,可以計算出 LDO 輸入端的±50mV 紋波在輸出端被壓縮至±281μV。
    影響 LDO PSRR 的因素
    VIN – VOUT 對 LDO PSRR 的影響
    假設將 VIN – VOUT 降至 250mV,這時(shí)需要查看圖 3 中的曲線(xiàn)。
    LDO 電源抑制比 PSRR
    圖 3 VIN – VOUT = 0.25V 時(shí),TPS717 的 PSRR 曲線(xiàn)
    可以看到,在其他條件保持不變的情況下,1MHz 時(shí)的 PSRR 降至 23dB,也就是衰減系數為 14。這是由于 LDO 內部的 CMOS 元件進(jìn)入線(xiàn)性區域,也就是說(shuō),隨著(zhù) VIN – VOUT 接近 LDO 的內部壓差,PSRR 開(kāi)始下降。
    LDO 內部壓差,是指 LDO 的內阻與輸出電流的乘積(當然還有其他影響因素),降低內部壓差有助于提高 LDO 的 PSRR,進(jìn)一步來(lái)說(shuō),減小輸出電流有助于提高 LDO 的 PSRR。
    改變輸出電容也會(huì )影響 LDO 的 PSRR。
    其他影響因素
    通過(guò)調整 VIN – VOUT 和輸出電容,就可以改善特定應用的 PSRR。除此之外,還有其他的影響因素。
    LDO 電源抑制比 PSRR
    表中“+”代表正向影響程度。
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