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产品类别:SBW大功率补偿式稳压器

产品名称:相应线性稳压器件的通比牛牛补偿和波特图解析

产品详情

  等效串联电阻(ESR)是每个电容共有的特点。能够将电容显示为电阻与电容的串联。输出电容的ESR正在回道增益中形成一个零点,能够用来裁减负相移。零点闪现的频率值与ESR和输出电容值直接干系:Fzero= 1/(2π×Cout×ESR)。利用上一节的例子,咱们假设输出电容值Cout=10uF并且输出电容的ESR=1Ω。则零点发作正在16kHz。

  NPN稳压器的主顶点(P1)凡是树立正在100Hz处。100Hz处的顶点将增益减小为-20dB/十倍频程直到3MHz处的第二个顶点(P2)。正在P2处,增益弧线点的频率苛重取决于NPN功率管及干系驱动电道,所以有时称此点为功率顶点(Power pole)。由于P2点正在回道增益为-10dB处闪现,也就显示了0dB频率处(1MHz)的相位偏移会很小。

  假设直流增益为80dB。Rl =100Ω(正在最大负载电流时的值),Cout=10uF。

  F(Pl) =1/(2π×Rload×Cout)。从此式可知,不行通过简易的增加主顶点的格式完毕抵偿。

  假设内部的抵偿正在1kHz处增加了一个顶点。因为PNP功率管和驱动电道的存正在,正在500kHz处会闪现一个功率顶点(Ppwr)。

  为明晰释为什么会云云,先假设一个5V/50mA的LDO稳压器有下面的条目:

  将用来剖判增益和相位裕度。假设直流增益为80dB,第一个顶点发作正在100Hz处。正在此频率时,增益弧线kHz处的零点使斜度变为0dB/十倍频程,到10kHz处增益弧线kHz处的第三个也是结尾一个顶点将增益斜度最终变为-40dB/十倍频程。

  NPN 稳压器的导通管的相连格式是共集电极的格式。通盘共集电极电道的一个紧要特点即是低输出阻抗。也就意味着电源限度内的顶点闪现正在回道增益弧线的高频局部。因为NPN稳压器没有固有的低频顶点,以是它利用了一种称为主顶点抵偿(dominant pole compensaTIon)的身手。此时,正在IC的内部集成了一个电容,该电容正在环道增益的低频端增加了一个顶点。

  此回道巩固么?为了回复这个题目,咱们只需求明了0dB时的相移(是1MHz)。根底无需丰富的盘算。

  第一个顶点(P1)会形成-90°的相位偏移,不过第二个顶点(P2)只扩张了-18°的相位偏移(1MHz处)。也即是说0dB点处的相位偏移为-108°,相位裕度为72°(至极巩固)。应当提起留意的是,回道很较着是巩固的。由于需求两个顶点才有大概使回道要抵达-180°的相位偏移(不巩固点),而P2又漫衍正在高频名望,它正在0dB处的相位偏移就很小了。

  LDO稳压器中的PNP导通管的接法为共射格式(common emitter)。它相对共集电极格式有更高的输出阻抗。因为负载阻抗和输出容抗的影响正在低频程处会闪现低频顶点(low-frequency pole)。此顶点(称为负载顶点(load pole)用Pl显示)的频率由下式得回:

  能够看出回道是不巩固的:顶点PL和P1每个都邑形成-90°的相移。正在0dB处(此例为40kHz),相移抵达了-180°为了裁减负相移(禁止振荡),正在回道中必要要增加一个零点。一个零点能够形成+90°的相移,它会抵消两个低频顶点的局部影响。根基上通盘的LDO稳压器都需求正在回道中增加这个零点。该零点凡是是通过输出电容的一个特点:等效串联电阻(ESR)得回的。

  也能够看到单元增益点(0dB)交点频率是1MHz。0dB频率平常称为回道带宽(loop bandwidth)。相位偏移图显示了零、顶点的区别漫衍对反应信号的影响。按照漫衍的零顶点盘算相移的总和。正在恣意频率(f)上的顶点相移,能够通过下式盘算得回:

  回道的带宽扩张了以是0dB的交点频率从30kHz移到了100kHz。到100kHz处该零点总共扩张了+81°相移。也即是裁减了PL和P1形成的负相移。由于顶点Ppwr处正在500kHz,正在100kHz处它仅扩张了-11°的相移。累积通盘的零、顶点,0dB处的总相移现正在为-110°。也即是有+70°的相位裕度,通比牛牛体例至极巩固。这也就评释了具有确切ESR值的输出电容是能够形成零点来巩固LDO体例的。

  前两个顶点和第一个零点漫衍使相位从-180°变到+90°,最终导致收集相位更动到-90°。结尾一个顶点正在十倍频程中闪现了0dB点。利用零点相移公式,该顶点形成了-84°的相移(正在1MHz时)。加上原先的-90°相移,全体的相移是-174°(也即是说相位裕度是6°)。该回道大概惹起振荡。

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