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[問題求助] 高压LDO 过冲问题!

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1#
發表於 2008-10-21 19:07:45 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
大家好,我现在在做一个高压LDO ,输入电源电压在8-16V,输出LDO 在5V, 输出电容1UF。 输出驱动电流在200mA.  运放输入使用低压5V 的NMOS.其他管子是高压的20V。
. j1 o: |* K( C0 S/ _7 g问题:输入启动的时候 输出电压冲到7V左右,放电到5V要很长的时间。在加入负载200MA 时,输出正常。在驱动电流切换的时候突变电压也很大。请教高手帮忙解决解决!!
3 e! N$ u1 X7 _8 e5 q 我把电路图和仿真结果传上来!!, T3 P/ a: l) z7 l3 t* P
. F9 f' A. F: b
" U5 K9 m" c0 A  W+ R. b, z: `# e

9 o4 |# B: h% X  l! I" ~( m. N) T
  U+ h4 f# u) D- [6 H1 A3 e  T% e4 C3 \" h- T
以下是 LDO 的相關討論:
  g8 F0 U0 M- [; a, K! tLow Drop-Out Voltage Regulators
5 e  [5 ]) S/ K* p1 e3 I! \; eRincón-Mora 《Analog IC Design with LDOs》
' v. g& ^1 C  D/ kPMOS Low_Dropout Voltage Regulator Introduction
7 U. Q9 M8 L6 ]$ v" H: L; E& eLCD Driver 設計術語簡介[Chip123月刊資料]
$ \  O* [4 q" l- q* n) gThe evolution of voltage regulators with focus on LDO[NS講義]
, S/ p/ ^. W  T9 u! L  ]7 ^Design of High-Performance Voltage Regulators2 U/ G+ w+ v9 V; o1 z4 ^
请教有关LDO的问题
  L! `5 {1 n+ T1 r+ ]! U7 iLDO DC-DC分壓電阻的疑問(等比例的差異!?)
& \" C" K/ i0 jLDO测试
/ |7 a7 r0 B" Z( }% x" K& t( C' B

5 X5 ?2 G# u7 H/ `' F( I- R# X+ X
. g/ A1 F6 E+ x[ 本帖最後由 sjhor 於 2009-5-14 11:40 PM 編輯 ]

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2#
 樓主| 發表於 2008-10-21 19:12:40 | 只看該作者
基准是1.25V ,主要原因是在VFB 在开始为0 时,输出的电流很大给电容充电时输出电压达到7V ,放电时间很长 ,现在怎么防止过冲?有没有什么好的办法!!急急!!
1 A4 P* F! O) g# N9 ?6 d; S' B0 _
请高手帮忙!!万分感谢!!
3#
發表於 2008-10-21 23:31:36 | 只看該作者
R25和C18是为了作相位补偿吗?
' J+ j& d5 X0 [. W启动时电压上冲是因为上电时power pmos M30处于ON状态,这会使得负载电容充电。  f0 L+ O3 _; K2 u( Z% L7 V
把C18接到电源上应该可以改善上电过程中输出电压的上冲。
4#
發表於 2008-10-22 02:01:50 | 只看該作者
推 POWER-PMOS 的電流加到 50U 試試* P2 V  w" ^- a& J/ }
我之前碰過這種問題  是這樣解決的
5#
 樓主| 發表於 2008-10-22 09:58:30 | 只看該作者
我加大推懂M30 的电流,过冲很小了,但是怎么减少负载驱动在转换时候的突变电压,突然变大,变小,一般在60mV 左右
4 Q  h0 g9 v, C6 {) R,我的在200mV,太大了。请指教!!
6#
發表於 2008-10-22 13:12:51 | 只看該作者
你這種LDO的架構我沒有見過和用過9 W- m$ [+ B5 z
所以無法以個人的經驗來提出建議
4 }% \1 ]( ]9 l" N% Y我純粹以我以前作過LDO的經驗和你的現象給一些個人看法% D  V$ h- X( k) j$ v+ ^
一般來說,若要縮短因為current loading的瞬間增加和減少而引起輸出電壓的突波,要從OP的頻率響應著手
: J7 b+ F" ?: W, D, W0 K這是因為OP是比較輸出的回授電壓和參考電壓的差值之後,然後將這個差值反映到控制M301 G  S1 H% p/ u, J1 w
如果OP的頻率響應愈佳,表示OP處理和反應這差值的所需時間會愈短,如此一來,可以在突波上昇到還沒有那麼高時便被控制
- @3 W+ R. Z# T- k/ ^( c4 J除此之外,尚有加大M30的size和加大負載的電容這兩種作法,不過,這兩種作法都是在不更動OP的size和架構下所採用的方式
: @" q6 F" M" s7 S若要作最根本的解法,需從OP本身的performance著手
7#
發表於 2008-10-22 15:43:19 | 只看該作者
原帖由 wxw622486 於 2008-10-22 09:58 AM 發表 3 y1 Q9 a7 i9 |7 x
我加大推懂M30 的电流,过冲很小了,但是怎么减少负载驱动在转换时候的突变电压,突然变大,变小,一般在60mV 左 ...
2 Y3 m' }! V& ~; Q! S. Z' I

9 N4 ?$ Y) c6 A5 p减小负载变化时输出波形的过冲可以从两方面入手:
* r: D% @  o( o% Z1. 增大OP的GBW;' j$ ~1 ?! u( l7 P5 R$ }/ [9 a
2. 增大输出电容;(将1uF电容换成10uF的电容;)
8#
發表於 2008-10-22 16:06:34 | 只看該作者
input 6-18v output 5v!!!. such LDO really  exist. be intresting ing.
9#
 樓主| 發表於 2008-10-22 17:46:15 | 只看該作者
我们是根据客户的要求来做的,负载电容是固定不变的,只有改变OP 的参数,我再看看有没有好的解决办法??谢谢大家!!!
10#
 樓主| 發表於 2008-10-22 17:50:46 | 只看該作者
还想问问几个简单的问题:( K. ^0 Q0 h3 X6 _! A
1,负载变化的时间一般多大??比如从0A到200MA , 上升的时间一般多久??
1 D. ~: b( k* W' n- J! Q' m2,电源的上升时间多久??LDO 的过冲一般多大??LDO输出恢复时间多久??
* w* r+ _, B3 t0 t( J  q3.如果需要修改OP 的性能》》GBW 怎么变化??通过什么方式可以达到??谢谢!!
11#
 樓主| 發表於 2008-10-23 09:35:17 | 只看該作者
如果在输出大的PMOS 管和误差放大器之间加入一个BUFFER 会不会减少OVERSHOOT???很多电路加如BUFFER 的目的是什么??谢谢!!
12#
發表於 2008-10-23 10:58:47 | 只看該作者
负载变化的时间依照负载类型的不同而不同,不好一概而论,而且在设计中需要考虑到最坏的情况,在仿真中用理想开关比较好一点。" R) u1 g9 l; Q5 M' x' d1 B
一般电源的上电时间在ms级,ldo的过冲一般在100mV左右,输出的恢复时间和你ldo环路的GBW直接相关,GBW越大,恢复时间越短
1 Z6 |: Q* o" `1 ~* Q增加OP的工作电流可以增大GBW,
3 L: A9 V) j: U另外,也可以采用transient-enhance technique(Slew rate enhancement technique)来改善瞬态响应的性能
13#
發表於 2008-10-23 11:02:46 | 只看該作者
以下几篇paper供你参考,希望对你有用!

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14#
發表於 2008-10-23 11:12:22 | 只看該作者
加buffer是为了环路的稳定性。应为OP的输出阻抗较大,它和pass device形成一个低频极点,另外,输出负载电阻电容也形成一个低频极点,这样就有两个低频极点造成环路不稳定。# B: ]8 ~+ F( r& \+ M4 v
加buffer可以将OP的输出极点移动高频,同时也是引入buffer输出和pass device产生的一个极点。
& i6 F# v6 Q0 y. d$ u只有保证输出极点为足够低时才能保证环路的稳定性。
15#
 樓主| 發表於 2008-10-24 09:03:50 | 只看該作者
谢谢大家的帮忙,我回去好好学习学习!!
/ ]$ ^7 {: g, r- {  J' Y- s3 D, c2 A: Y/ Y# b& W/ p& n
万分感谢!!
16#
發表於 2008-10-27 17:38:06 | 只看該作者
原帖由 fmgay 於 2008-10-23 11:12 AM 發表
, i9 ^% l4 u$ C' ^! }5 P2 @尼峖角@个低频极点,这样就有两个低频极点造成环路不稳定。1 `" r5 x% o+ S$ q( _
布O引入buffer输出和pass device产生的一个极点。
' n- ]% i5 B$ M/ X只有保 ...

9 J7 E+ z1 y) C  G% g. P我觉得这幅图里好像就有类似buffer的了?M78和M115就起到了降低输出电阻的作用!
17#
發表於 2008-10-28 23:14:11 | 只看該作者
M78/M115是common source stage, 是提供gain, 並非buffer' l3 D# F) [- ~9 ]

6 w$ V. |2 h" I6 W0 ?1. 這個東西的前面部分就是一個current-mirror amplifier  : c4 ~+ O; Q2 w! h" G- C/ q* \
    加一個輸出PMOS
% T( U1 k2 t* u! I# D2. 加大輸出電容可以防止over-shoot
' c5 j' E' b  r) ^3. 應該如fmgay說的R25和C18可以對Power, PSRR也會好些% G- u8 D3 L. n9 ]2 m: q
4. 可以並一個電容在Rfb, 就是電路圖的R15
5 C& E% f$ j6 A  e  m0 K5. 加限流電路, 降低over-shoot5 w: F$ l$ H6 V; x1 m
6. 加軟啟動電路
18#
發表於 2008-10-29 12:45:31 | 只看該作者
原帖由 semico_ljj 於 2008-10-27 05:38 PM 發表   M. s, M6 ^4 r$ Z7 f2 B8 C

2 S2 \5 A2 @9 }2 y) x9 \( a9 e我觉得这幅图里好像就有类似buffer的了?M78和M115就起到了降低输出电阻的作用!

$ ]1 k, ?9 C( ?" ^( j- zM78和M15的输出阻抗很大的,不是做buffer用的。如楼上版主所说,是起放大作用的。
19#
發表於 2009-1-4 11:59:31 | 只看該作者
学写了,我们正在做的LDO也有个过冲问题,想办法中,试试各位说的方法,^_^。
20#
發表於 2009-1-4 17:14:09 | 只看該作者

回復 17# 的帖子

好像确是一个current-mirror amplifier,但是电流比例是1:1,比如M14/M115 ,M81/M78,这样有什么好处,其实并没有提供实质的增益啊!
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