電源之LDO——1.LDO基礎知識
電源之LDO-2. LDO的壓降
電源之LDO-3. LDO的熱性能
電源之LDO-4. LDO的電源抑制比?
電源之LDO-5. LDO的噪聲? ? ??
????????一般而言,LDO的輸入端與輸出端要并聯一個電容來降低輸出噪聲,那么它們分別需要多大容量?需要多大耐壓?需要什么類型的電容?

????????① 輸入電容
????????以TI的TPS7A91為例,推薦的輸入電容也是10uF的陶瓷電容,但并沒有給出輸入電容容值與噪聲的關系,而是給出了一些說明:輸入電容要盡可能的減少啟動或輸出電流階躍時的電壓下降,理論上說輸入電容越大則電壓降越小,但一味用過大的輸入電容可能會造成不必要的振鈴,因此可以用一個鉭電容與陶瓷電容并聯,利用固態鉭電容的幾百毫歐的ESR與電容組成RC吸收電路來吸收不想要的電壓振鈴。
? ? ? ? ② 輸出電容
????? TI的TPS7A91推薦輸出電容為最小容值10uF的陶瓷電容(MLCC)。下圖是不同容值作為輸出電容的噪聲情況。可以看出,隨容值增加,其噪聲水平會隨之下降。但其低頻下效果不明顯,僅考慮頻率的話,在低頻電路設計時為縮減成本,不需要很大的輸出電容。

????????同時,大的輸出電容還能提高輸出瞬態負載響應。

????????③ 實際應用
????????在實際應用中怎么選擇輸入輸出電容呢?需考慮其直流偏壓特性(陶瓷電容的直流偏壓特性)、溫度特性(陶瓷電容的溫度特性)。
????????例如我們用TPS7A91輸出5V電壓,其推薦最低輸出電容為10uF,考慮到電壓裕度與成本,那么我們選擇10uF、10V的輸出電容就可以了嗎?當然不是。
????????假設我們的設備工作在-55~85℃的溫度區間,我們選擇溫度系數為X5R的陶瓷電容,那么在這個溫度區間內,那么溫度引起的容量變化率最大為-15%。
????????再考慮到直流偏壓特性,10V額定電壓、10uF的1206封裝的MLCC電容在5V直流電壓下的實際容值為9uF,相當于10%的誤差。
????????另外一般MLCC的額定容量誤差為10%~20%左右,即總的誤差為10%+10%+20%等于40%。
????????所以直接使用一個10uF的MLCC做輸出電容是完全不夠的。至少需要兩個10uF、1206、10V的溫度系數為X5R的MLCC并聯;或者需要一個22uF、1210、10V的溫度系數為X5R的MLCC。
????????④?電容類型
????????那么無論何種LDO電路都應該選用MLCC作為輸出電容嗎?當然不是,MLCC的缺點很明顯,其容值受溫度、直流電壓影響較大,且受壓電效應影響,其可能會因為震動等外部機械振動等產生噪聲電壓,這在極端情況下會產生mV級別的噪聲,這種噪聲在某些應用中是不被允許的。
????????一般只要滿足最大等效串聯電阻ESL和最小容值的條件下下,輸出電容可以任意選擇不同類型。
????????固態鉭電容是另一個選擇,其容值不太會受到溫度、偏置電壓或機械振動的影響,且單位體積下其容值較其他類型更大。當然它也有缺點,例如其ESR較高(幾百毫伏),且體積較大,泄漏電流大,有爆炸風險等。?????
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