開關(guān)電源(DC-DC)與LDO電源的區(qū)別---紋波
發(fā)布時(shí)間:2021-06-15 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】上篇文章《開關(guān)電源(DC-DC)與LDO電源的區(qū)別---效率》講完了開關(guān)電源和LDO電源效率的比較,顯然是開關(guān)電源占了上風(fēng),它普遍維持在85%以上的效率而且加上之前說的輸出電壓可升可降的屬性,看上去LDO電源已經(jīng)不是它的對手。但是實(shí)際上并非如此,至少我們看到PCB設(shè)計(jì)中還是很多用到LDO電源的,說明它肯定有自身的優(yōu)勢。其中,它最大的一個(gè)優(yōu)勢很多網(wǎng)友也提到了,就是紋波小。本文就展開講講它們紋波的情況。
上篇文章《開關(guān)電源(DC-DC)與LDO電源的區(qū)別---效率》講完了開關(guān)電源和LDO電源效率的比較,顯然是開關(guān)電源占了上風(fēng),它普遍維持在85%以上的效率而且加上之前說的輸出電壓可升可降的屬性,看上去LDO電源已經(jīng)不是它的對手。但是實(shí)際上并非如此,至少我們看到PCB設(shè)計(jì)中還是很多用到LDO電源的,說明它肯定有自身的優(yōu)勢。其中,它最大的一個(gè)優(yōu)勢很多網(wǎng)友也提到了,就是紋波小。本文就展開講講它們紋波的情況。
紋波小是我們通常的說法,其實(shí)衡量電源,尤其是LDO電源紋波有一個(gè)很正經(jīng)的技術(shù)指標(biāo),叫做電源抑制比(PSRR),用輸入電源變化量與轉(zhuǎn)換器輸出變化量的比值來表征,通常以分貝為單位,如下圖:它描述的是在很寬的頻域范圍內(nèi)的PSRR(如下文公式)需要滿足對應(yīng)芯片手冊要求的參數(shù),對應(yīng)的PSRR的dB值越高,表明該電源的抗干擾能力越強(qiáng)。
PSRR=20*log(Vin_ripple/Vout_ripple)
PSRR=20*log(Vin_ripple/Vout_ripple)
我們繼續(xù)以LM2941(LDO電源)和TPS5430(開關(guān)電源)進(jìn)行紋波的仿真,為了簡單說明問題,這里我們只分別輸入一個(gè)時(shí)域上100K周期的電源噪聲,峰峰值為1V的噪聲,LM2941電路如下所示:
此時(shí)理想情況下5V的輸出變成了以下的結(jié)果:這時(shí)輸出電壓的紋波為500uA。
根據(jù)上面的PSRR的公式我們可以計(jì)算出電源抑制比。
PSRR=20*log(1V/500uA)=66dB。
查閱該電源芯片的文檔,得到該指標(biāo)如下:在100K處的PSRR滿足要求。
而我們的開關(guān)電源紋波情況又是如何呢?以TPS5430進(jìn)行仿真,結(jié)果如下:
PSRR=20*log(1V/13mV)=37dB??梢妰烧叩牟罹噙€是比較大的。開關(guān)電源的紋波狀況的確比較惡劣。
(來源:一博自媒體,作者:黃剛)
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