0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

低压降稳压器(LDO)的基础知识

德州仪器 来源:德州仪器 作者:德州仪器 2022-04-19 12:22 次阅读

使用低压降稳压器 (LDO) 来过滤开关模式电源产生的纹波电压并不是实现清洁直流电源的唯一考虑因素。由于 LDO 是电子器件,因此它们会自行产生一定量的噪声。选择低噪声 LDO 并采取措施来降低内部噪声对于生成不会影响系统性能的清洁电源轨而言不可或缺。

识别噪声

理想的 LDO 会生成没有交流元件的电压轨。遗憾的是,LDO 会像其他电子器件一样自行产生噪声。图 1 显示了这种噪声在时域中的表现方式。

226ebcbc-bf98-11ec-9e50-dac502259ad0.png

图 1:电源噪声的屏幕截图

时域分析并非易事。因此,检查噪声的主要方法有两种:跨频率检查和以积分值形式检查。

您可以使用频谱分析仪来识别 LDO 输出端的各种交流元件。图 2 描绘了 1A 低噪声 LDO TPS7A94 的输出噪声。

2288e4e8-bf98-11ec-9e50-dac502259ad0.png

图 2:TPS7A94 的噪声频谱密度与频率

和 VOUT 的关系

从各条曲线可以看出,以微伏/平方根赫兹 (μV/√Hz) 表示的输出噪声集中在频谱的低端。这种噪声主要来自内部基准电压,但误差放大器、场效应晶体管 (FET) 和电阻分压器也会产生一定噪声。

在确定相关频率范围的噪声曲线时,跨频率查看输出噪声会有所助益。例如,音频应用设计人员会关心电源噪声可能会降低音质的可听频率(20Hz 至 20kHz)。

数据表通常为同类比较提供单一综合噪声值。输出噪声通常在 10Hz 至 100kHz 范围内积分,并以微伏均方根 (μVRMS) 表示。一些半导体制造商集成了从 100Hz 到 100kHz或自定义频率范围的噪声。在特定频率范围内进行积分有助于掩盖令人不快的噪声特性,因此除了积分值之外,检查噪声曲线也很重要。图 2 显示了与各种曲线相对应的积分噪声值。德州仪器提供的 LDO 产品系列,其集成噪声值测量值可低至 0.47μVRMS。

降低噪声

除了选择具有低噪声品质的 LDO 之外,您还可以采用几种技术来确保您的 LDO 具有超低噪声特性。这些技术涉及使用降噪和前馈电容器,我们会在下周关于 LDO 基础知识的技术干货中进行讨论。

降噪电容

TI 产品组合中的许多低噪声 LDO 都具有指定为 “NR/SS” 的特殊引脚。图 3 显示了用于实现降噪功能的常见拓扑。

2298040a-bf98-11ec-9e50-dac502259ad0.png

图 3:带有 NR/SS 引脚的 LDO 的常见拓扑

该引脚的功能是双重的。它用于过滤来自内部基准电压的噪声,并在启动期间降低压摆率或启用 LDO。

在此引脚 (CNR/SS) 上添加一个电容器可形成一个具有内部电阻的电阻电容 (RC) 滤波器,有助于分流由基准电压产生的不良噪声。由于基准电压是噪声的主要来源,因此增大电容有助于将低通滤波器的截止频率推至较低频率。图 4 显示了该电容器对输出噪声的影响。

22a6ec90-bf98-11ec-9e50-dac502259ad0.png

图 4:TPS7A91 的噪声频谱密度

与频率和 CNR/SS 的关系

如图 4 所示,较大的 CNR/SS 值会产生更好的噪声系数。在某个时刻,增大电容将不再降低噪声。剩余的噪声来自误差放大器、FET 等。

添加电容器还会在启动期间引入RC 延迟,从而导致输出电压以较慢的速度斜升。当输出或负载上存在大容量电容并且您需要减轻浪涌电流时,这是有利的。

以下公式将浪涌电流表示为:

22b90056-bf98-11ec-9e50-dac502259ad0.png

为了减少浪涌电流,您必须降低输出电容或降低压摆率。幸好,CNR/SS 有助于实现后者,如图 5 所示的 TPS7A85 相关内容。

22c9ba7c-bf98-11ec-9e50-dac502259ad0.png

图 5:TPS7A85 的启动过程与 CNR/SS 的关系

如您所见,增加 CNR/SS 值会导致启动时间延长,从而防止浪涌电流尖峰并可能触发限流事件。请注意,某些具有 NR 引脚的 LDO 不会实现软启动功能。它们能够实现快速启动电路,即便使用大型降噪电容器也有助于实现超短启动时间。

结语

低噪声 LDO 对于确保清洁直流电源至关重要。选择具有低噪声特性的 LDO 并实施相关技术以确保尽可能干净的输出非常重要。使用 CNR/SS 有两大优势:它使您能够控制压摆率和过滤基准噪声。

点击“阅读原文”,了解更多TI LDO 产品系列的相关信息

原文标题:技术干货|LDO 基础知识:噪声 - 降噪引脚如何提高系统性能

文章出处:【微信公众号:德州仪器】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

审核编辑:汤梓红

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 稳压器
    +关注

    关注

    23

    文章

    4006

    浏览量

    91783
  • ldo
    ldo
    +关注

    关注

    34

    文章

    1742

    浏览量

    151859

原文标题:技术干货|LDO 基础知识:噪声 - 降噪引脚如何提高系统性能

文章出处:【微信号:tisemi,微信公众号:德州仪器】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    LDO低压差线性稳压器

    输出电压的LDO低压稳压器通常使用功率晶体管(也称为传递设备)作为PNP。这种晶体管允许饱和,所以稳压器可以有一个非常低的压
    发表于 12-25 10:35

    LDO低压差线性稳压器的简介

    LDO是一种微功耗的低压差线性稳压器,它通常具有极低的自有噪声和较高的电源抑制比PSRR(PowerSupplyRejectionRatio)。 LDO是新一代的集成电路
    发表于 11-07 17:56

    低压LDO稳压器的理想与现实

    和光学图像传感,采用线性稳压器来可最大限度地减少整个系统的错误和误差。能够在电源输入和输出端之间保持低压差的线性稳压器通常称为低压
    发表于 10-11 14:31

    低压线性稳压器LDO)应用教程

    在从电源(无论是交流线路还是电池)到电子负载的长电路中,低压差(LDO)线性稳压器通常需要覆盖“最后一英里”。在这里,噪声开关调节不得不支持安静的
    发表于 01-17 19:22

    简单的超低压稳压器

    DN44- 简单的超低压稳压器
    发表于 05-10 17:20

    低压稳压器的PSRR特性

    之前在我们的博客《什么是积分噪声?第二部分》中,我们谈到了积分噪声及其意义。今天,我们将重点谈谈低压稳压器 (LDO) 参数和电源抑制比 (PSRR) 特性,以及它如何受到应用的条件
    发表于 07-26 07:04

    什么低压LDO稳压器

    什么低压LDO稳压器稳压器在想要从不稳定或可变的电源中获得稳定电源电压的应用至关重要。这类电源包括逐渐放电式的电池或整流后的交流电
    发表于 07-30 06:11

    低压差线性稳压器LDO内部原理

    LDO即low dropout regulator,是一种低压差线性稳压器。这是相对于传统的线性稳压器来说的。LDO 适用于低效率;小电流领
    发表于 09-23 09:05

    一款200mA低压线性稳压器

    NCV8570B 200 mA,超低噪声,高PSRR,LDO,线性稳压器的典型应用。 NCV8570B是一款200 mA低压线性稳压器,具
    发表于 07-25 06:57

    LDO线性稳压器与DCDC器件之间的联系

    差额的最小值。LDO(低压)稳压器通常使用功率晶体管(也称为传递设备)作为 PNP。这种晶体管允许饱和,所以稳压器可以有一个非常低的压
    发表于 10-27 08:05

    低压稳压器参数和电源抑制比特性,是如何受到应用条件影响的?

      我们将重点谈谈低压稳压器LDO)参数和电源抑制比(PSRR)特性,以及它如何受到应用的条件影响。
    发表于 03-17 07:55

    LDO低压差线性稳压器解析

    LDO是什么?LDO低压差线性稳压器的电路原理是什么?
    发表于 10-25 07:56

    怎样去使用LDO稳压器

    技巧一:使用LDO稳压器,从5V电源向3.3V系统供电标准三端线性稳压器的压差通常是 2.0-3.0V。要把 5V 可靠地转换为 3.3V,就不能使用它们。压差为几百个毫伏的低压
    发表于 11-10 09:16

    使用低压稳压器 (LDO) 来处理后视摄像头的功率限制

    后视摄像头正在成为车辆的基本安全特性;事实上,美国国家公路交通安全管理局 (NHTSA) 宣布,2018年5月之后生产的全部汽车必须具有后视技术。所以在这篇博文中,我将讨论一下使用低压稳压器
    发表于 11-17 08:06

    硬件知识之(低压差线性稳压器)LDO的选择

    1.低压差线性稳压器低压差线性稳压器是新一代的集成电路稳压器,它与三端稳压器最大的不同点在于,
    发表于 11-08 11:21 5次下载
    硬件<b class='flag-5'>知识</b>之(<b class='flag-5'>低压</b>差线性<b class='flag-5'>稳压器</b>)<b class='flag-5'>LDO</b>的选择