工程问题
1 LDO 输出电源电平低于设置值
芯片欠压保护电路导 致上电时序不满足设计的要求?-toc" style="margin-left:80px;">2 电源芯片欠压保护电路导线 致电时序不符合设计要求
原理/layout图
优点
缺点
原理
选型
热计算
计算 LDO 工作时的结温
工程问题
1 LDO 输出电源电平低于设置值
某款LDO芯片在3.3V转2.5时,输出了2.3v,忽略了Dropout(压差要求),本款为1v压差
应选择低压差LDO器件。
2 电源芯片欠压保护电路导线 致电时序不符合设计要求
虽然1.8V先于1.2V上电,但1.2V却
上电。因为1.8V导通后,电压被容性负载降低,1.8V-S电压迅速降低,导致流向LDO电压变小, 在充电完成之前,触发了欠压保护,LDO才开启。
需要在
1
.8V的MOS的
格栅极加电容
,减缓MOS导通速度。
原理/layout图
可以看出,左侧的电容正极靠近vin,而且形成的地环明显小于右侧。同时注意,ldo和电容器在同一层。
有些
LDO
是
6
脚,多了
SENSE
过流感应脚仅用于大电流场合,
但
SENSE
功能会导致电源芯片
输出电压不稳定
。
(
耦合是由于相邻层高速信号的高速翻转,
纹波大
,数据传输时出现误码)
PCB:
由于回流路径经过,所以
R5
与
R6
还需要粗印制线连接。
SENSE
只提供电流感应功能,只考虑低噪声。
不需要考虑大电流问题,因此用普通信号线连接,且远离干扰源。
优点
对
的抑制效果明显,高速瞬态响应。
能够衰减开关模式电源产生的电压纹波。
电压输入与输出无延时。
没有电感。
缺点
输入与输出压差过大不适用。
压差!负载电流越大,压差越大,工作温度越高,压差越大。
散热功耗(功率损耗):(输入
-
输出电压)乘电流。
故只能输出小功率,工作效率低, 能耗消耗大,电流输出小。
最大功耗不能超过
3W,
否则散热有问题,且LDO可能会损坏。
ldo
的输出电容的
ESR
不能过小,不然负反馈很难工作。
原理
由差分放大器与工作在线性区的三极管组成。一般双极稳压器耐压高且消耗电流偏大,
CMOS稳压器耐压偏低但消耗电流低,工作在线性区,当输出电压变小,反馈电压也变小
差值变大,输出电压随之变大。
想要更改启动时间,变更FB的分压电阻 ?
1.
。
负反馈使得LDO
的输出噪声不随输出电压上升而大幅增加。
内部零点补偿网络:CFF和R1
形成了一个零点:
ZFF=1/(2π×R1×CFF)
,该零点增加了正相移
也形成了一个极点:
PFF=1/(2π×R1//R2×CFF)
传统
LDO
的反馈回路的环路增益曲线由于输出电阻较大,与负载电容作用后会产生
一个低频极点
P1
,这个低频极点带来的附加相移使得反馈回路不稳定
用外部钽电容(
100mΩ
量级)补偿后,由于钽电容拥有较高的
ESR
(如
1ohm
)
使得环路曲线中出现一个零点,高
ESR
将零点移至一个较低的频率
这个零点带来的反相相移的环路增益将为
1
抵消掉之前低频极点带来的附加相移,使得反馈回路稳定
但
ESR
不能过大,不利于瞬态特性
2.
因为
LDO
属于晶体管型,输出阻抗高,所以需要并联减小阻抗
利用坦电容特定的
ESR
和电容值可以为
LDO
进行补偿。
采用MOS管后,将不需要特定的ESR来中和附加相移 。
选型
ldo顾名思义,要求压差要低
Vout≈vin-vdrop
功耗
(输出电压-输入电压)*电流
最大输出效率
输入电流等于输出电流加上静态功耗
I
q*vin
电源纹波抑制比(PSRR)
越大越好,代表抑制输入纹波的能力越强,一般给出的是1KHz下的值。
热计算
计算 LDO 工作时的结温
输出电压:1.8V,输入电压:3.15与3.45
V
电流变化从0-500m
A
,环境温度50℃,热阻28
℃
/W,
1
求出动态功耗与静态功耗
静态:(漏电流*输入电压)=15ma*3.45V
动态:(3.45-3.15)*500ma
2
结温=总功耗*热阻系数+环境温度
=(输入电压
-
输出电压)
*
电流
*
热阻
+
环境温度