LDO電源抑制比的作用及影響因素詳解-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2023-07-10
在電子產品設計中，低壓差線性穩壓器（LDO）是最常用的電源芯片之一，經常用在開關電源的后級。LDO 可以衰減開關電源產生的紋波，而衰減開關電源紋波的主要參數就是 LDO 電源抑制比--PSRR。
什么是 LDO 的 PSRR？
PSRR 是 LDO 的主要參數之一，在各廠商 LDO 的數據手冊中都可以找到這一參數，PSRR 規定了在某個頻率下疊加的交流信號從 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：有些供應商會使用負號來表示衰減）
接下來看一下如何使用 PSRR 參數來減小開關電源的紋波。
LDO PSRR 的作用及如何確定
如圖 1 所示，是電子產品中常見的電源拓撲結構——開關電源 + LDO，開關電源（Buck 電路）將 12V 輸入電源降壓為 4.3V，紋波達到±50mV；LDO（TPS717）則進一步調節輸出電壓為 3.3V。LDO 的 PSRR 將決定 3.3V 輸出電壓的紋波。
圖 1 使用 LDO 來過濾開關噪聲
根據 LDO PSRR 的定義，為了確定輸出紋波的衰減程度，首先要確定開關電源輸出紋波的頻率。假設這個例子頻率為 1MHz，需查看 LDO 的 PSRR-頻率曲線，如圖 2 所示。
圖 2 VIN – VOUT = 1V 時，TPS717 的 PSRR 曲線
在下列條件下，1MHz 時的 PSRR 指定為 45dB：
IOUT = 150mA
VIN – VOUT = 1V
COUT = 1μF
在這種情況下，45dB 相當于 178 的衰減系數，可以計算出 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 LDO PSRR 的影響
假設將 VIN – VOUT 降至 250mV，這時需要查看圖 3 中的曲線。
圖 3 VIN – VOUT = 0.25V 時，TPS717 的 PSRR 曲線
可以看到，在其他條件保持不變的情況下，1MHz 時的 PSRR 降至 23dB，也就是衰減系數為 14。這是由于 LDO 內部的 CMOS 元件進入線性區域，也就是說，隨著 VIN – VOUT 接近 LDO 的內部壓差，PSRR 開始下降。
LDO 內部壓差，是指 LDO 的內阻與輸出電流的乘積（當然還有其他影響因素），降低內部壓差有助于提高 LDO 的 PSRR，進一步來說，減小輸出電流有助于提高 LDO 的 PSRR。
改變輸出電容也會影響 LDO 的 PSRR。
其他影響因素
通過調整 VIN – VOUT 和輸出電容，就可以改善特定應用的 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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