微桥科技产品新闻动态管理发布系统 现在是
首页 ·公司动态 ·产品动态 ·原厂动态 ·行业动态 ·技术资料 ·LED驱动 ·DC-DC ·AC-DC ·MOSFET ·音频功放 ·电池管理 ·霍尔及马达驱动 ·其他 ·联系我们

当前位置:首页>>技术资料>>产品相关资料 >>浅谈低压差线性稳压器的输出噪声   双击自动滚屏
发布者:来自网络 发布时间:2010/1/1 阅读:7273次    关键字: LDO 噪声
浅谈低压差线性稳压器的输出噪声


 作者:任明岩   

      低压差线性稳压器(LDO)的成本低、噪声低、静态电流小,外接元件也很少,通常只需要一两个旁路电容。但是为了满足精密电子设备的供电要求,还是要尽量减小LDO的输出噪声。

表示LDO输出噪声的方法

有三种方法可表示LDO的输出噪声。

● 在一定频率范围内,输出电压噪声的均方值 (RMS)。

● 在一定频率范围(10Hz~100kHz)内,输出电压噪声的峰峰值(见图1)。图中所示为SGM2007( Vout=3.0V,Cout=10μF,Cbp=0.1μF,Iload=10mA )在10Hz~100kHz内的噪声输出峰峰值。



图1  10Hz~100kHz内的SGM2007噪声

本文所讨论的噪声都是在一定频率范围内,如10Hz~100kHz。一般的LDO输出噪声在10Hz~20MHz内还是比较大的(见图2)。



图2  10Hz~20kHz内的LDO输出噪声

一般输出电压噪声的峰峰值在一定频率范围内为均方值 (RMS)的6.6倍,这就为客户在具体频率下的应用提供了很好的参考。

● 在某一频率点,输出电压的噪声密度值(nV√HZ )。

产生噪声的原因

LDO主要包括了启动电路、恒流源偏置单元、使能电路、调整元件、基准源、误差放大器、反馈电阻网络和保护电路等。它的基本工作原理是:系统加电,如果使能脚处于高电平时,电路开始启动。恒流源电路给整个电路提供偏置,基准源电压快速建立,输出随着输入不断上升。当输出即将达到规定值时,由反馈网络得到的输出反馈电压也接近于基准电压值,此时误差放大器将输出反馈电压和基准电压之间的误差进行放大,再经调整管放大到输出,从而形成负反馈,保证了输出电压稳定在规定值。同理,如果输入电压变化或输出电流变化,闭环回路将使输出电压保持不变,即:

Vout=(R1+R2)/R2×Vref (1)

LDO的输出噪声受其内部设计和外部旁路、补偿电路的影响。图3是LDO的简单结构框图。由图可知,LDO输出噪声的主要来源是基准电路(Voltage Reference)模块,其产生的基准噪声在输出端被放大。此外,影响LDO输出噪声的其他因素还有:LDO内部放大器的极点、零点和输出极点,外部输出电容的容值和输出电容的等效串联电阻(ESR)值,以及负载值。



图3  LDO简单结构

降低输出噪声的方法

● BP 端加旁路电容

为降低基准噪声,需要在基准的输出端增加一路低通滤波器,滤波器可以集成在LDO内部或由外部电路实现。但内置滤波器占用了较大的管芯尺寸,增加了芯片的设计和生产成本。为此,有些低噪声LDO芯片只是提供一个基准的引脚BP(Bypass),用于连接基准旁路电容。

连接基准旁路电容可降低基准噪声,使基准噪声成为产生LDO输出噪声的次要因素。建议使用典型值为 470pF~0.01μF的陶瓷电容,也可使用此范围以外的电容,但会对输入电源上电时LDO 输出电压上升的速度产生影响。旁路电容值越大,输出电压上升速率越慢。在使用时要注意这点。

图4为旁路电容对SG2001输出噪声的影响。由图可见,随着旁路电容的增大,输出噪声也会有一定程度的减少。



图4  旁路电容对SG2001输出噪声的影响

● 减小LDO的负载电流。

负载电流也会在一定程度上影响LDO的输出噪声。图5为负载电流对SGM2007输出噪声影响。由图可见,随着负载电流的增大,输出噪声也会有一定的增加。为了减小负载电流对LDO输出噪声的影响,要尽量选择输出电流大的LDO。



图5  负载电流对LDO噪声的影响

● 增大LDO的输出电容

LDO需要连接外部输入和输出电容器。利用较低ESR的大电容器一般可以全面提高电源抑制比(PSRR)、噪声以及瞬态性能。陶瓷电容器通常是首选,因为其价格低且故障模式是断路模式。此外,输出电容器的等效串联电阻(ESR)也会影响其稳定性。陶瓷电容器具有较低的ESR,大概为10 mΩ量级。


 
本文共分 1

  • 上篇文章浅谈低压差线性稳压器(LDO)的压差和功耗
  • 下篇文章LDO应用的考量因素
  •  
     

    版权所有 Copyright Micro Bridge Technology Co.,Ltd. All rights reserved.粤ICP备05065909号