提高低静态电流LDO负载瞬变响应的诀窍

2014-08-14 11:44 来源:电子信息网 作者:云际

从事电源行业或者是对电源电子行业了解的朋友都知道,在科技迅猛发展的今天,低压差稳压器也越来越多的被广泛应用于一些便携电子系统当中,而其低功耗和可靠性也使得LDO设计的工作变得有挑战性。当LDO输出供电的数字电路从一种运行模式切换到另一种运行模式时, LDO的负载需求会快速变化。负载的这种快速变化将使LDO的输出电压产生短暂的尖峰脉冲。大部分的数字电路都会对很大的电压变化产生不良反应。因此,改善LDO的负载瞬变性能十分重要。

传统的LDO结构包括一个误差放大器和一个传递器件,如图1所示。从这种结构可以很容易看出负载变化对LDO运行的影响。


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图1 传统LDO的结构简图

LDO 的负载电流变化会改变LDO的输出电压电平,直到误差放大器感知负载电流的变化而驱动通路晶体管来补偿这种变化。然而,在输出电流变化与误差放大器作出反 应之间往往有一定的延迟,在这个延迟时间内,LDO输出会出现电压尖峰。通过减少延迟时间可将输出电压的误差减至最小。引起延迟的因素有许多,其中一个主 要原因是需要对传递器件的寄生电容进行充电。便携式设备中常用LDO的最大输出电流一般都不会超过几百毫安。这样就需要增加传递器件的面积,从而导致传递 器件的寄生电容Cp1和Cp2也增加,甚至超过100pF。

因此,LDO的微小静态电流就成为了关键参数之一,但它会明显限制寄生电容的充电时间。

缩 短寄生电容充电时间的最常用办法是将AB类放大器用作误差放大器。一般情况下,AB类放大器的电路都设有比较复杂的两个增益级,而LDO稳压器的功率晶体 管则成为了第三个增益级。为了提高这个三级放大器的稳定性,通常可以采用不同的补偿方法,但这些方法都会减少带宽,并增加误差放大器的响应时间。

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