为什么你的LDO输出不稳定?

 原文来自微信公众号:工程师看海,与我联系:chunhou0820

看海原创视频教程:《运放秘籍》

大家好,我是工程师看海。

前一阵朋友和我说当初用某型号LDO时,发现输出异常,仔细阅读datasheet后,更换输出电容解决。

LDO的输出电容对性能至关重要,除了会提高电源抑制比PSRR抑制噪声外,对环路稳定性也至关重要,电容除了容值参数外还有ESR(Equivalent Series Resistance)等效串联电阻参数,二者在选型设计时都要仔细考虑。

我们以PMOS LDO为例来仿真下ESR对LDO输出的影响,LDO输出电压为3.2V,输出电容为2.2uF,ESR是R4我们选取为0.1Ω,负载为50Ω(负载电流为3.2/50=70mA),当开关S1闭合时,负载为R6和R5的并联,此时负载电流大约是700mA,我们仿真的方法就是改变ESR电阻R4,切换负载电流,观察输出电压的变化。

仿真文件获取方法,公众号后台回复:LDO稳定仿真

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下图是R4 ESR取0.1Ω时的输出结果,黑色曲线是从70mA到700mA反复切换负载电流的电流波形,红色是输出电压波形,可以看到电流变化时,输出电压只有微小的波动,整体还是稳定在3.2V。

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下图是把ESR改为0.001Ω后的结果,刚开始输出是稳定的,一切换负载电流时,输出就异常。

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下图是把ESR改为100Ω后的结果,刚开始输出是稳定的,切换负载电流时,输出也容易出现异常。

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总之,LDO的输出电容对于维持稳压器的稳定性至关重要,并且必须满足最小电容和等效串联电阻 (ESR) 的要求。输出电容的增加会影响环路稳定性和瞬态响应, 电容的容值和ESR,太大或太小都不行 ,都容易引起环路震荡。

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