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低壓降穩壓器之理想與現實

文章出處:林夕人氣: 發布時間:2018-12-10 10:47:41

  能夠在電源輸入和輸出端之間保持低壓差的線性穩壓器通常稱為低壓降(LDO)穩壓器。其基本特點是無論輸出電流、輸入電壓、熱漂移或工作壽命(老化)如何變化,都能保持恒定的輸出電壓。這些是理想條件,但現實世界中的情況卻有些不同。

低壓降穩壓器之理想與現實
 

  穩壓器在想要從不穩定或可變的電源中獲得穩定電源電壓的應用至關重要。這類電源包括逐漸放電式的電池或整流后的交流電壓等。而對開關穩壓器產生的噪聲或殘留交流紋波較敏感的應用,包括射頻收發器、Wi-Fi模塊和光學圖像傳感器,采用線性穩壓器來可最大限度地減少整個系統的錯誤和誤差。

  能夠在電源輸入和輸出端之間保持低壓差的線性穩壓器通常稱為低壓降(LDO)穩壓器。其基本特點是無論輸出電流、輸入電壓、熱漂移或工作壽命(老化)如何變化,都能保持恒定的輸出電壓。這些是理想條件,但現實世界中的情況卻有些不同。由于LDO輸出電壓并非絕對穩定,因此主要會影響以下操作功能:

  1、由于有限的控制回路速度,負載電流的快速變化會導致輸出電壓的變化。有時內部調節回路無法對電流的快速變化(由于時間延遲)作出反應,就會導致通常約為幾十毫伏(mV)的下沖/過沖。

低壓降穩壓器之理想與現實


  2、輸入電壓的快速變化(通常是由DC-DC轉換器的輸出電壓紋波引起的)無法通過控制回路完全過濾,于是輸入電壓的變化會一定程度地反映在輸出電壓中,該參數稱為電源抑制比(PSRR),且通常是頻變參數。一些制造商標示的PSRR為負數,有些則為正數。一般而言,PSRR絕對值越高,從輸入到輸出的傳輸干擾信號就越少。通常情況下,受到干擾的輸入電壓會以mV或更低的單位級別傳輸至輸出端。相似地,輸入電壓的快速變化(即“線路瞬態響應”)可發生于LDO輸出端。

低壓降穩壓器之理想與現實
 

  3、半導體結構自身會產生固有的噪聲,主要是由自由原子與基礎材料晶體結構碰撞而引起。由于固有噪聲是一種半導體中與電流傳導原理相關的物理現象,因此可以通過一些技術來抑制,但是不可能將其徹底去除。現代LDO的輸出噪聲可以達到數以百計的微伏(uV)甚至更小,但是頂級LDO產生的噪聲就會達到微伏(uV)單位。

低壓降穩壓器之理想與現實


  4、其他影響還包括輸入電壓的一個緩慢變化及其對線路調整率的影響、負載電流的一個緩慢變化及其對負載調整率、導熱系數和長期穩定性的影響。

  在現實世界中,必須綜合考量所有這些影響及其作用,以實現輸出電壓的穩定和精確。因此,有必要仔細考量上述的情況可能關乎一個特定應用。例如對于需要最佳圖像質量的攝像機應用,LDO對負載電流變化的動態響應就是最為重要的。當噪聲值低于100 uVrms且PSRR值為常規水平(高于50 dB)時,對圖像質量的影響就微不足道。

  引用新聞資訊來源:電子工程專輯
  原文鏈接:
https://www.eet-china.com/news/201804171109.html


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