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    7. LDO電源抑制比的作用與影響因素解析
      • 發布時間: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
      在電子產品設計中,低壓差線性穩壓器(LDO)是最常用的電源芯片之一,經常用在開關電源的后級。LDO 可以衰減開關電源產生的紋波,而衰減開關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,在各廠商 LDO 的數據手冊中都可以找到這一參數,PSRR 規定了在某個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:有些供應商會使用負號來表示衰減)
      接下來看一下如何使用 PSRR 參數來減小開關電源的紋波。
      LDO PSRR 的作用及如何確定
      如圖 1 所示,是電子產品中常見的電源拓撲結構——開關電源 + LDO,開關電源(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 來過濾開關噪聲
      根據 LDO PSRR 的定義,為了確定輸出紋波的衰減程度,首先要確定開關電源輸出紋波的頻率。假設這個例子頻率為 1MHz,需查看 LDO 的 PSRR-頻率曲線,如圖 2 所示。
      LDO 電源抑制比 PSRR
      圖 2 VIN – VOUT = 1V 時,TPS717 的 PSRR 曲線
      在下列條件下,1MHz 時的 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,這時需要查看圖 3 中的曲線。
      LDO 電源抑制比 PSRR
      圖 3 VIN – VOUT = 0.25V 時,TPS717 的 PSRR 曲線
      可以看到,在其他條件保持不變的情況下,1MHz 時的 PSRR 降至 23dB,也就是衰減系數為 14。這是由于 LDO 內部的 CMOS 元件進入線性區域,也就是說,隨著 VIN – VOUT 接近 LDO 的內部壓差,PSRR 開始下降。
      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,進一步來說,減小輸出電流有助于提高 LDO 的 PSRR。
      改變輸出電容也會影響 LDO 的 PSRR。
      其他影響因素
      通過調整 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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