在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器（LDO）是最常用的電源芯片之一，經(jīng)常用在開(kāi)關(guān)電源的后級(jí)。LDO 可以衰減開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的紋波，而衰減開(kāi)關(guān)電源紋波的主要參數(shù)就是 LDO 電源抑制比--PSRR。
什么是 LDO 的 PSRR？
PSRR 是 LDO 的主要參數(shù)之一，在各廠商 LDO 的數(shù)據(jù)手冊(cè)中都可以找到這一參數(shù)，PSRR 規(guī)定了在某個(gè)頻率下疊加的交流信號(hào)從 LDO 輸入到輸出的衰減程度。PSRR 的為：
該公式的含義是衰減越高，PSRR 值就越高。（注意：有些供應(yīng)商會(huì)使用負(fù)號(hào)來(lái)表示衰減）
接下來(lái)看一下如何使用 PSRR 參數(shù)來(lái)減小開(kāi)關(guān)電源的紋波。
LDO PSRR 的作用及如何確定
如圖 1 所示，是電子產(chǎn)品中常見(jiàn)的電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)——開(kāi)關(guān)電源 + LDO，開(kāi)關(guān)電源（Buck 電路）將 12V 輸入電源降壓為 4.3V，紋波達(dá)到±50mV；LDO（TPS717）則進(jìn)一步調(diào)節(jié)輸出電壓為 3.3V。LDO 的 PSRR 將決定 3.3V 輸出電壓的紋波。
圖 1 使用 LDO 來(lái)過(guò)濾開(kāi)關(guān)噪聲
根據(jù) LDO PSRR 的定義，為了確定輸出紋波的衰減程度，首先要確定開(kāi)關(guān)電源輸出紋波的頻率。假設(shè)這個(gè)例子頻率為 1MHz，需查看 LDO 的 PSRR-頻率曲線(xiàn)，如圖 2 所示。
圖 2 VIN – VOUT = 1V 時(shí)，TPS717 的 PSRR 曲線(xiàn)
在下列條件下，1MHz 時(shí)的 PSRR 指定為 45dB：
IOUT = 150mA
VIN – VOUT = 1V
COUT = 1μF
在這種情況下，45dB 相當(dāng)于 178 的衰減系數(shù)，可以計(jì)算出 LDO 輸入端的±50mV 紋波在輸出端被壓縮至±281μV。
影響 LDO PSRR 的因素
VIN – VOUT 對(duì) LDO PSRR 的影響
假設(shè)將 VIN – VOUT 降至 250mV，這時(shí)需要查看圖 3 中的曲線(xiàn)。
圖 3 VIN – VOUT = 0.25V 時(shí)，TPS717 的 PSRR 曲線(xiàn)
可以看到，在其他條件保持不變的情況下，1MHz 時(shí)的 PSRR 降至 23dB，也就是衰減系數(shù)為 14。這是由于 LDO 內(nèi)部的 CMOS 元件進(jìn)入線(xiàn)性區(qū)域，也就是說(shuō)，隨著 VIN – VOUT 接近 LDO 的內(nèi)部壓差，PSRR 開(kāi)始下降。
LDO 內(nèi)部壓差，是指 LDO 的內(nèi)阻與輸出電流的乘積（當(dāng)然還有其他影響因素），降低內(nèi)部壓差有助于提高 LDO 的 PSRR，進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，減小輸出電流有助于提高 LDO 的 PSRR。
改變輸出電容也會(huì)影響 LDO 的 PSRR。
其他影響因素
通過(guò)調(diào)整 VIN – VOUT 和輸出電容，就可以改善特定應(yīng)用的 PSRR。除此之外，還有其他的影響因素。
表中“+”代表正向影響程度。
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