Шумы в линейных стабилизаторах. часть 2: подавление пульсаций сетевого источника в линейном стабилизаторе.Продолжение
Факторы, влияющие на подавление пульсаций
Ток нагрузки
Рассмотрим факторы, влияющие на PSSR в области №2. Если возрастает ток нагрузки, выходное сопротивление стабилизатора уменьшается, и, соответственно, снижается коэффициент передачи стабилизатора. Увеличение тока нагрузки также перемещает полюс функции коэффициента передачи в область более высоких частот, что расширяет полосу пропускания замкнутой цепи ОС. Результатом увеличения тока нагрузки является умень-
шение степени подавления пульсаций на низких частотах из-за уменьшения коэффициента передачи и увеличение PSSR на высоких частотах.
Разница между Uex и Uвых
Разность значений постоянного напряжения между входом и выходом также влияет на коэффициент передачи замкнутой цепи ОС и, соответственно, на PSSR. Как только эта разность уменьшится до 1 В, внутренний проходной транзистор стабилизатора начинает переходить из области насыщения в линейный режим, что приводит к снижению коэффициента передачи по цепи ОС. Линия раздела между активным и линейным режимами пропорциональна квадратному корню из тока стока(тока нагрузки). Как только ток нагрузки увеличивается, разность напряжений между входом и выходом растет как функция квадратного корня тока нагрузки. Например, разность между Ubx и ивых около 0,5 В при небольших токах нагрузки не оказывает отрицательного влияния на PSSR, поскольку проходной транзистор не требует большого запаса для того, чтобы оставаться в активном режиме и сохранять коэффициент передачи стабилизатора. При больших токах нагрузки эта разность в 0,5 В становится недостаточной, и транзистор может перейти в линейный режим, коэффициент передачи прибора снизится и степень подавления пульсаций уменьшится.
При выборе LDO по степени подавления пульсаций источника питания очень важно сравнивать стабилизаторы с одинаковой разностью между Ubx и ивых и с одинаковым током нагрузки. Кроме того, следует сравнивать LDO с одинаковыми выходными напряжениями, поскольку при низких ивых PSSR обычно больше.
Очень важным узлом стабилизатора является ИОН. Любые пульсации и шумы, попадающие в ИОН извне, усиливаются и передаются на выход, поэтому очень важно иметь ИОН с большим PSSR.
Обычно используют фильтр нижних частот, состоящий из встроенного резистора большого сопротивления и внешнего конденсатора. Влияние ФНЧ видно в области №1 на рисунке 3, где PSSR немного снижается из-за влияния ФНЧ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Существует несколько путей обеспечения высокой степени подавления пульсаций сетевого источника питания (PSSR) в линейном стабилизаторе. Самое простое решение — уже на первом этапе разработки выбрать малошумя-щие LDO с высоким PSSR. Примером таких стабилизаторов могут служить серии TPS793/4/5/6xx или семейство TPS799xx с малым током потребления от компании Texas Instruments. Второй важный шаг состоит в выборе выходного конденсатора Свых. Это должен быть керамический конденсатор с малым эквивалентным последовательным сопротивлением ESR. Емкость конденсатора выбирается исходя из тех частот, на которых требуется обеспечить наибольший PSSR. И, наконец, следует уделить внимание тщательной разводке печатной платы с тем, чтобы в наибольшей степени предотвратить паразитную обратную связь с выхода на вход стабилизатора.
|
