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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。8 N8 t6 q* H2 E2 g5 n, M
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 J4 E0 z7 _, x1 _8 ~ 我把电路图和仿真结果传上来!!. R  z" [, ^, G& e; y4 c

4 `. c; C( F7 \1 i$ H9 f+ r/ A7 Z, W! Q8 d1 ^# W# \
! i4 ~; Z9 U+ f2 e
; a# M* j8 U/ C/ R* |) h
% V$ ]3 T$ n2 c/ s& `! S: X
以下是 LDO 的相關討論:
" e6 D1 D! L) c8 O. @Low Drop-Out Voltage Regulators
7 h: x6 m" F: [' \, sRincón-Mora 《Analog IC Design with LDOs》 ! v6 t8 h8 s% s  c
PMOS Low_Dropout Voltage Regulator Introduction " }' j2 d( p* }, s4 V
LCD Driver 設計術語簡介[Chip123月刊資料]7 t; Y  w: M2 z$ B+ F- \5 W8 G
The evolution of voltage regulators with focus on LDO[NS講義]8 c1 k& ?2 b- R" c
Design of High-Performance Voltage Regulators! ?* ?$ O) s# G" d9 U: `0 m
请教有关LDO的问题
5 Q% C$ D' d: KLDO DC-DC分壓電阻的疑問(等比例的差異!?); K7 z% U5 s# E1 ?! Z# [
LDO测试
& h6 F  I6 u' i0 ?% c6 L
8 T% l7 _- Z) {! F% a! J

+ z% I! l8 Y4 c6 }! C0 e: U  c# V0 \6 A
[ 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 h/ }1 e, R/ N' k5 N# k
! M( H- A0 ~% l9 W) E& M- D
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?; x5 W/ e3 q! Z7 }9 F
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。
) n- Y; I  q4 S! o. g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
; [( ~/ R7 t/ g" p6 b& [1 t# E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
+ r: w& j" ~1 F' |' O  y) s,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
1 g' c/ Q/ M8 b所以無法以個人的經驗來提出建議, G3 {0 x& f3 b
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
( p8 [" P7 @7 [3 @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
' M) t% C6 ^5 X9 l- F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M30  e! Q; J% `, Y9 U- \6 b7 Q) j+ r
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
2 y% F# _' Q/ Z" \% n9 a  L' N6 R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/ R* S7 X3 A) C5 e: F2 A7 r$ _
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 7 ]2 Q) i6 O$ j
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 ...
9 M0 e% {" c9 D3 R2 b. _: L5 Z
$ W; R- ]3 Z- C" P
减小负载变化时输出波形的过冲可以从两方面入手:+ N/ ^1 \, }4 V# r# g  H1 I5 ]: D
1. 增大OP的GBW;
+ O9 Y- R" c$ w7 @) f2. 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:( a3 Y, c( }* k
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??0 O1 {0 _7 M! J2 ]+ v/ x% c  n
2,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??
' {; D- v9 U" O. g( _$ Z3.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。
" \5 |: o' ?7 C* V0 h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
4 D+ G9 |& l7 }6 W增加OP的工作电流可以增大GBW,, F) _0 w7 D* t! z
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。
  T/ I' m, O" X& r" T9 m9 s- Q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。
4 V4 Y! a$ Q- A9 _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!!
' a' a1 N9 x8 {, V( l! d- y! _' W
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 + X/ F% i3 U  L
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。
3 R6 Q: d' f1 _. a# {布O引入buffer输出和pass device产生的一个极点。
( m8 O# [4 K% \4 x( ]0 [% [$ c. O# R只有保 ...

, q: n" Y9 R( P9 j8 }! Q/ B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% e2 D/ b! {- [' V1 S5 j2 x4 ~" f

5 U4 U8 ]% d! D5 U: [3 [1. 這個東西的前面部分就是一個current-mirror amplifier  $ P! }1 \2 R$ ^
    加一個輸出PMOS  A6 }+ H2 q) b: x& w
2. 加大輸出電容可以防止over-shoot
. J8 j( Q/ l0 N4 m* W- j8 B/ g2 s3. 應該如fmgay說的R25和C18可以對Power, PSRR也會好些: P. v) Y1 ?8 Y5 q- d* N! n7 e
4. 可以並一個電容在Rfb, 就是電路圖的R150 A5 c& F8 I0 P
5. 加限流電路, 降低over-shoot! L  i. B# }0 M' x, d( ^5 s
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 . |1 ?( {  i0 d6 B0 D) T( X& Y
5 U2 K! Z1 O' w
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 c' w* M' S: j! t" tM78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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