电源知多少？LDO VS DCDC((下)

首先补充几个上一节没有提到的知识，我们通常说的DCDC同步整流是指什么？

同步是指采用通态电阻极低的专用功率MOS来取代整流二极管以降低整流损耗，，但是同步整流有以下两点需要注意：1、MOS在导通之后的压降比较低，效率较高，二极管效率低。2、MOS需要驱动电路，需要额外的控制电路，成本比较高。

一、LDO特性

1.输出自放电

2.软启动

3.EN 信号

4.假负载的作用

5.反馈对地电阻

6.隆噪电容

7.前馈电容

8.输入电容

9.输出电容

二、DCDC特性

1、电源效率

2、欠压保护

3、软启动

4、输出电压

5.自举电容

6.环路设计

7.BST

8.FBAD

9.PGOOD

10.BOOT

11.纹波

13.输出电容

14.续流二极管

15.电感

16.开关频率

三、LDO与DCDC的区别

一、LDO特性

1.输出自放电

LDO 关闭后,负载电容上仍然后电量。在下次输出时,会因为电量,产生一个快速的 Voltage Spike.对后级电路有破坏性。带自放电功能 LDO 能在 LDO 关闭输出后，泄放输出电容上的电量。

2.软启动

带软启动的 LDO 可以有效的控制电流，使输出较平缓的上升。软启动有助于减小启动时的浪涌电流和提供上电顺序，在 SS 和地引脚之间连接一个小的陶瓷电容。

3.EN 信号

EN 信号也要有一定的电流才能驱动，上拉电阻不要太大，100K 以内基本没问题。Start-up 时间是 I℃ 固定的,如果想要延时启动,在 EN 上接一个大一些的电容到地,构成一个简单的 RC 电路。

4.假负载的作用

有的 LDO 芯片有最低负载电流的要求。如果低于最低负载电流，可能会出现系统不稳定的情况。

5.反馈对地电阻

保证最小对地泄放电流通路，维持最小对地电流。

6.隆噪电容

基准电压 pin 接个电容到地。可用于过滤内部电压基准产生的噪声(通常用 0.1uF 电容)形成 RC滤波，还可以让 LDO 上电变缓。减小上电时的浪涌冲击。

7.前馈电容

前馈补偿电容通常影响到环路的带宽,所以也是主要影响中频带出 psrr 的性能。增加相位裕度改善负载瞬态响应。输出将减少振铃并更快稳定。

8.输入电容

输入电容的主要作用是对调整器的输入进行滤波,另外输入电容也可以抵消输入线较长时引入的寄生电感效应，防止电路产生自激振荡。一般取 22F 左右。

9.输出电容

电压调整器的许多性能都受输出电容的影响。其中电容值以及 ESR 对电路频率响应的影响是最主要的。一般取 22uF 左右。小电容提供消除高频噪声作用，一般选用 0.1uF。

二、DCDC特性

1、电源效率

效率=输出功率/(输出功率+电平转换时的损耗功率)

2、欠压保护

EN 脚除了使能外,还有欠压保护功能。例如输入 12V、输出 3.3V、设计要求输入达到 8V 才启动,下电至 7V 才断电。就可以用 Ren1、Ren2 公式计算电阻值。VSTART 表示输入电压提升到 VSTART后芯片才会输出电压。VSTOP 表示输入电压降低到VEN 时，芯片就会停止输出电压。

3、软启动

芯片的SS脚起到缓启动的功能。就是给SS脚接的充电电容，给内部参考电压。

作用：1、延迟单板电源上电的时间；2、减小上电的冲击电流

注意：电容设置过大会造成电源启动过缓，太小会出现电源启动不起来的情况。一般上电时间为1-10ms

4、输出电压

两个采样电阻分压，使中间电压正好为参考电压。可以用三个电阻调节，方便后续调整，电阻精度要用1%的

5.自举电容

在 BS 和 SW 之间的 0.01uf的电容，用来给上管供电。自举电容存在的能量应能满足整个 M2 关闭时提供的能量以及为下一次启动提供能量。如果内部 2个开关管都是 NMOS 管，那么是需要自举电容的。但是有的 BUCK 芯片上管是 PMOS 管，不需要产生比 Vin 还高。

6.环路设计

COMP 管脚。相位补偿引脚，用于连接补偿网络以提高系统稳定性。(改变相位裕量与增益裕量)设计指标:
剪切频率:有的文档上叫穿越频率，是指环路增益为 0dB 时对应的频率。剪切频率越高，响应速度越快，但更容易引起环路不稳定或振荡;剪切频率过低则环路瞬态响应不够，可能导致输出电压异常。设计为开关频率的 110~1/20。瞬态响应不足的系统往往其剪切频率低于 10KHz。

相位裕量--当环路增益为 0时，对应的信号相位与 180°的差值;

增益裕量--当信号相位为0时，对应的负增益量;表征开关电源的稳定度，如相位裕量或(和)增益裕量不够，则可能因温度、PCB 布局布线以及器件个体等影响，使系统进入不稳定或振荡的状态。一般应使相位裕量>45°增益裕量≤-10dB。