机械网--具有高电源抑制比性能的线性稳压器

低压降稳压器(LDO)主要用于产生供音频和射频电路使用的低纹波、低噪声电源，也能够作为频率合成器和VCO的局部纯净电源。1般情况下，LDO的输入是在直流电压上叠加了宽带交换纹波的电源电压。流经电池和连接器阻抗的电流变化所引发的电气噪声就是其中1种宽带交换纹波。LDO可用来全面抑制这些寄生信号。LDO的输入端还可连接交换式稳压器的输出，以提供纯净、低噪声的输出电压，在这类利用中，LDO必须能够应付从100kHz到3MHz以上的开关频率。首先，可将LDO稳压器视为1个具有开关功能的低消耗、紧凑型多节低通滤波器。但是，这类模型存在很多局限性，特别是抑制输入端宽带纹波的能力。假定工作电流小于250μA(对公道的效率而言)，IC设计师可以在低静态电流引发的增益带宽极限内优化1些主要性能，如噪声、调理和电源抑制比等。进1步的性能改进需要采取其它1些措施。当需要高性能电源时，设计师应从向稳压器中增加尽可能多的功能开始。以下将以输出噪声为9μVrms、电源抑制比在10kHz时为80dB的AS1358⑼组件为例，说明LDO设计实例。电源抑制在实际利用中，非理想的组件和寄生电容会改变线性稳压器的理想抑制特性。图1显示了改变或降落电路抑制能力的1些显著缺点。图1：P信道LDO显示了简化的寄生高频通道

线性调理率LDO数据手册中有两个指标用于描述LDO抑制输入电压噪声等的能力，分别是线性调理率和电源抑制比(PSRR)。虽然它们看起来非常类似，但其中1个指标反应的是直流变化，另外1个指针反应的是交换性能。线性调理率代表了LDO抑制输入电压变化的能力。以下式表示：

在实际利用中，线性调理率可被视为稳压器输出电压VOUT随每伏特输入电压Vin变化的百分比，当1样的稳压用具有各种输出电压微调功能时这1点特别有用。

线性调理率是1个稳态直流参数，主要由零频率点上稳压器的开环增益所决定。电源抑制比这个指标衡量的是稳压器抑制叠加在正常输入直流电压上的交换信号的能力。

电源抑制比在低频时最大，依照实际稳压器设计，从1kHz到10kHz范围内开始降落。图2为AS1358⑼ 150mA/300mA低噪声、高电源抑制比LDO的典型PSRR特性怎么样快速解决强拆赔偿。该组件在100kHz时仍具有60dB的良好PSRR值。图2：AS1358⑼组件的电源抑制比

图2所示的曲线，是由取决于感兴趣频率的众多主导影响共同构成的。在直流与接近100Hz到1kHz区间内，抑制效果取决于带隙基准和稳压器误差信号放大器的开环增益。而在该区间之上直到约100kHz，抑制效果主要取决于误差信号放大器的开环增益。但在100kHz以上时，电源抑制比主要受输出电容、寄生组件和调解管上的任何漏电流及封装影响。图1标示了这些组件。如果对100kHz以上频率有额外的电源抑制要求(通常也是需要的)，那么在输入端必须连接1个外部的预滤波网络来增强LDO的抑制性能。外部网络在实际利用中，只有两种预滤波方法值得考虑，这是由于必须避免在额外的组件上产生过量功耗，同时要保持稳压器的稳定性。图3：串联LDO可产生很高的PSRR

图4：外部输入网络可提供额外的抑制性能

方法1──增加1个线性稳压器。这类方法非常简单，仅需占用少量PCB面积(如AS1358⑼要用到2个TSOT23⑸封装)，与其它方法相较设计时间最短。将两个线性稳压器串联，可使任何频率点的PSRR增加1倍(假定两个稳压器完全相同)。这类方法的缺点是压降会加倍，而且需1个额外的电容。两个AS1359串联后的典型压降在300mA负载电流时为280mV，在100kHz时的抑制比为120dB。要到达这样的水平，必须仔细处理组件的布局和PCB走线。从实用角度考虑，每个LDO上应允许350mV到400mV的压降。AS1358⑼ LDO稳压器的输出电压范围为1.5V到4.5V征地拆迁房屋面积是如何计算的，调解步进是50mV，因此特殊电压不是问题。方法2──输入端加载基于统1耗散网络的LC滤波器。3极点巴特沃斯特性需要串联低值线圈和两个电容，其中1个电容通常位于LDO输入端。3极点巴特沃斯响应在4.5Fo处可提供额外40dB的抑制，其中Fo是⑶dB点(见图5)。图5：不同阶数N下的巴特沃斯阻带衰减

相较方法1，额外的滤波器网络不会增加显著的直流阻抗消耗。不过设计时要特别谨慎，确保所选电感能够支持要求的直流电流而不至于饱和。巴特沃斯是很有用的特性，其中的通带特别平坦，这点与切比雪夫特性不同，后者为了获得更好的衰减率会牺牲通带和阻带纹波。图7显示级数在2和10之间的巴特沃斯滤波器衰减特性。图6提出了归1化到1Ω源阻抗和1rad/s频率下的元件值。注意，滤波器输出端并未端接终端电阻，这将允许将其连接到线性稳压器的高输入阻抗上。D栏包括了由非理想元件引发的消耗，并标示了通带消耗。对电源滤波来说，没必要严格地符合巴特沃斯特性；毕竟滤波器在直流点只有很小的消耗。图6a:归1化到1Ω和1rad/s的3极点巴特沃斯统1耗散值

图6b：3极点巴特沃斯统1耗散滤波器

以下表达式用于去归1化图8a中的值：

针对电源利用，选择的实际源阻抗为RACTUAL=0.1Ω。如果C2固定为1μF(AS1358⑼)，那么必须反复选择w和a直到接近商用元件值为止。通带消耗不是主要问题，而额外的交换衰减在这个利用中非常重要。假定C3=1μF，F⑶dB=1MHz(Calc 1.082)，RACTUAL=0.1Ω，那么C1=1.5μF(Calc 1.47)，L2=38nH(D=0.4，a=6.82dB)。合适的线圈可从Coilcraft公司的Mini Spring系列(B09TJLC)或Midi Spring系列(1812SMS⑶9NJLC)这类中挑选。只要陶瓷电容(C1&C3)的寄生电感小于1nH，滤波器就有足够的衰减值。本文小结AS1358⑼ LDO具有良好的噪声和电源抑制性能。只要在输入端增加1个简单的LC网络，即可实现额外的高频电源抑制比性能。(end)资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章