繼續我們有關低壓降穩壓器(LDO)PSRR的系列文章,請查看我們以前的博客以回顧-什么是PSRR?-第三部分和第四部分一樣,我們將繼續講解LDO的行為及其有趣的參數。
在當前的文章中
我們將從實際的角度關注電源抑制比(PSRR)。它可幫助將數據表編號與示波器測量值連接起來。
首先,必須說的是,在每個電子系統中(即使只有線性穩壓器),如果存在多個負載點,則可能會產生輸出電壓紋波,并可能影響其他部件。 因此,讓我們在實際測量中講解PSRR。數據表上顯示的PSRR是測量的輸入和輸出電壓紋波之間的比率。 如果牢記一些規則,則測量本身相對簡單。
低壓降(LDO)穩壓器應由干凈的直流電源供電,帶有耦合的正弦波紋波電壓。
輸出負載應嚴格電阻,以防止電子負載與LDO穩壓器之間互相影響。
必須謹慎選擇紋波電壓幅值,以使LDO保持穩定并具有足夠的電壓裕量。例如,當VIN=3.6V和VOUT=3.3V時,AC信號的幅值不能為300mV,因為LDO處于壓差狀態,只是將輸入紋波傳遞到輸出。
例如,在圖1中,請參見安森美半導體LDO NCP163和NCP161的PSRR圖表。相似的圖表廣泛用于整個半導體行業的許多LDO數據表中。該實際示例顯示了達10 MHz頻率范圍內的PSRR。 對于我們的案例研究,我們標記了兩個點,如下圖的時域中所示-1kHz和100kHz。 1kHz是數據表電氣特性表中PSRR規范的最常見頻率,而100kHz是許多DC-DC轉換器工作的區域。
圖1.NCP163和NCP161和PSRR圖表
在點1,PSRR約為90dB,這意味著輸入紋波被衰減了約32,000次。 下圖是針對200 mVpp的輸入電壓紋波而捕獲的,這意味著LDO輸出上的紋波僅為6 uV,且不可能在示波器上看到它。如圖2所示-一條直線。
圖2.1kHz的示波器圖–兩個器件的PSRR均約90dB
圖3中的情況顯示了在100kHz頻率下會發生什么。從圖1中我們可以看出,兩個器件的PSRR都遠低于90dB,并且兩者之間存在很大差異。 仔細研究時域,例如,應用要求輸入電壓紋波低于1mVpp。NCP161處于臨界點,而NCP163滿足要求有很大余量,紋波峰峰值低于200uVpp。
圖3.100kHz的示波器圖–PSRR有很大不同
如圖1-3所示,電氣表中的PSRR參數是一個單獨的數字,不足以決定其在設計應用中的適用性。系統工程師必須考慮輸入電壓紋波頻率,并在所需的位置檢查PSRR圖表。 應該仔細匹配在MHz范圍內的現代DC-DC轉換器開關和LDO,以提供最佳性能。大多數LDO數據手冊都將PSRR指定為僅1kHz,并會提高高值以獲得良好的性能,但由于在較高頻率范圍內的性能較差,它們可能不足以作為DC-DC后置穩壓器。 因此,考慮應用條件并選擇合適的LDO非常重要。安森美半導體在我們所有的數據表中都提供了類似圖1的圖表,因此客戶可以找到必要的信息來完成他們的設計。 最后,讓我們看看DC-DC轉換器結合LDO如何在系統方案中一起發揮作用。FAN2356被選作DC-DC轉換器。它具有高達96%的能效和高達1.5MHz的可調開關頻率。 在我們的示例中,開關頻率設置為500kHz。后穩壓器LDO是NCP163,它是具有超低噪聲輸出的高PSRR LDO。DC-DC轉換器的輸出電壓為3.6V,LDO輸出為3.3V?;诖耍妷涸A繛?00mV,LDO負載電流為250mA。 在圖4中,我們可看到黃色跡線DC-DC輸出電壓,藍色跡線LDO輸出電壓。兩條跡線的垂直刻度均設置為30mV/div,以易于比較LDO的影響。
圖4.DC-DC轉換器及LDO后穩壓器
我們可清楚地看到DC-DC輸出的大尖峰和紋波電壓,這可能會引起對電源敏感的器件出現問題。 LDO輸出更加清晰和穩定。紋波減小到mV范圍,尖峰抑制到?30-40mV。憑借這種性能,輸出電壓可用于為各種電源敏感型應用供電。
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原文標題:現實中的電源抑制比(PSRR) - 第四部分
文章出處:【微信號:onsemi-china,微信公眾號:安森美】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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