LDO參數


低壓差線性穩壓器LDO(LOW DROPOUT VOLTAGE REGULATOR)參數說明

 

線性調整率(Line Regulation):輸入電壓變化看輸出電壓變化 (類似於電壓調整率)

  1、定義:

  輸入電壓在額定范圍內變化時,輸出電壓之變化率.

  Line Regulation=(Vmax-Vmin)/Vnor

  Vnor:輸入電壓為常態值,輸出為滿載時之輸出電壓.

  Vmax:輸入電壓變化時之最高輸出電壓.

  Vmin:輸入電壓變化時之最低輸出電壓.

說明::如只是簡單計算Line Regulation ,Vnor可用Vrated即輸出電壓標稱值

 

△Vline—LDO線性調整率

 Vo—LDO名義輸出電壓

 Vmax—LDO最大輸入電壓

 △V—LDO輸入Vo到Vmax'輸出電壓最大值和最小值之差

 

負載調整率 (Load Regulation):輸出負載變化看輸出電壓變化(類似於電流調整率)

  1、定義:

  輸出電流於額定范圍內變化(靜態)時,輸出電壓之變化率.

  Load Regulation(%)=|Vfl-Vhl|/Vfl×100%

  Vfl:滿載時之輸出電壓 (額定負載時輸出電壓)

  Vhl:半載時之輸出電壓

說明:如只是簡單計算Load Regulation ,Vfl可用Vrated即標稱電壓來代替.

 

△Vload—負載調整率

 Imax—LDO最大輸出電流

 Vt—輸出電流為Imax時,LDO的輸出電壓

 Vo—輸出電流為0.1mA時,LDO的輸出電壓

 △V—負載電流分別為0.1mA和Imax時的輸出電壓之差

 

壓差(Dropout)

1、 定義:

指保持電壓穩定所需的輸入電壓和輸出電壓之間的最小差值。LDO能夠在輸入電壓降低時保持輸出負載電壓不變,直到輸入電壓接近輸出電壓加上壓差,在這個點輸出電壓將“失去”穩定。壓差應盡可能小,以使功耗最小,效率最高。當輸出電壓降低到低於標稱值 100mV的電壓時,通常被認為達到了這個壓差。負載電流和結點溫度會影響這個壓差。最大壓差值應在整個工作溫度范圍和負載電流條件下加以規定。

 

靜態電流(Quiescent Current)

1、 定義:

靜態電流Iq就是輸入電流IIN和負載電流IOUT之間的差值,在規定的負載電流條件下測量。對於固定電壓穩壓器,Iq等於接地電流Ig。對於可調穩壓器,如ADP1715,靜態電流等於接地電流減去來自外部分壓電阻網絡中的電流。

 

電源抑制比(Ripple Rejection)

1、 定義:PSRR = 20log[(Ripple(in) / Ripple(out))]

電源抑制比(PSR)用分貝表示,代表了LDO在寬的頻范圍(1kHz至100kHz)內對來自輸入電源的紋波的抑制能力。,參數規范中的電源抑制比也是針對運算放大器的輸入而言的. 運算放大器的電源線上的噪聲也會對輸出信號造成影響,因此必須適當地“抑制”噪聲。而電源抑制比就是測量運算放大器抑制這種偏差的程度的量。 一般定義它為:從輸入到輸出的增益除以從電源到輸出的增益。PSRR 是一個用來描述輸出信號受電源影響的量,PSRR 越大,輸出信號受到電源的影響越小。

調整端電流(Adjust Pin Current)

1、 定義:

調整端電流一般指的是調節(Adj)端的電流,是芯片內部電路產生的,其本身數值較小(<100μA),輸入電壓和輸出電流變化導致調節端電流的變化很小(<5μA)。

 

均方輸出噪聲(RMS Output Noise)

1、 定義:

在一定頻率范圍內,輸出電壓噪聲的均方值(RMS)

 產生噪聲原因:

LDO主要包括了啟動電路、恆流源偏置單元、使能電路、調整元件、基准源、誤差放大器、反饋電阻網絡和保護電路等。它的基本工作原理是:系統加電,如果使能腳處於高電平時,電路開始啟動。恆流源電路給整個電路提供偏置,基准源電壓快速建立,輸出隨着輸入不斷上升。當輸出即將達到規定值時,由反饋網絡得到的輸出反饋電壓也接近於基准電壓值,此時誤差放大器將輸出反饋電壓和基准電壓之間的誤差進行放大,再經調整管放大到輸出,從而形成負反饋,保證了輸出電壓穩定在規定值。同理,如果輸入電壓變化或輸出電流變化,閉環回路將使輸出電壓保持不變,即:

 

Vout=(R1+R2)/R2×Vref (1)

 

LDO的輸出噪聲受其內部設計和外部旁路、補償電路的影響。圖3是LDO的簡單結構框圖。由圖可知,LDO輸出噪聲的主要來源是基准電路(Voltage Reference)模塊,其產生的基准噪聲在輸出端被放大。此外,影響LDO輸出噪聲的其他因素還有:LDO內部放大器的極點、零點和輸出極點,外部輸出電容的容值和輸出電容的等效串聯電阻(ESR)值,以及負載值。

 

降低輸出噪聲的方法:

  1. 在基准的輸出端增加一路低通濾波器,旁路電容值越大,輸出電壓上升速率越慢。在使用時要注意這點。
  2. 減小LDO的負載電流

         3. 增大LDO的輸出電容

 


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