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在正负负载突变情况下典型的瞬态响应

发布时间:2013/7/28 17:28:07 访问次数:1610

    噪声(交流精度)是线性稳压器的另外一个十分重要的指标。MC14066BCP噪声的主要产生原因在本质上通常是系统性的,不管是来自开关负载还是开关电源。在开关负载的情况下,稳压器的输出阻抗包括输出电容COUT和CB以及负载调整输出阻抗(与RLDR. REF相对应),这些输出阻抗决定了噪声被抑制的程度。类似地,纹波抑制比限制了输出噪声被抑制的程度。当今系统大多为?昆合信号系统,即使输出阻抗和纹波抑制能力大小比较合理,开关电源和开关负载都会给系统注入大量噪声。固有的散粒噪声、热噪声和l/f噪声通常不是很重要,在指标里常常被忽略。但是这并不能说明系统性开关噪声总是压倒固有噪声,尤其是在极度敏感和高牲能的应用中。
    瞬态电压变化也影响着稳压器总的交流精度。当负载电流突然从最低点变化至最高点时(或者从最高点变化到最低点时),会出现如图1.12所示的负载突然变大和突然变小的情况。瞬态反应在本质上是非对称的,因为误差放大器对通路元件的充放电也是非对称的。具体而言,用于驱动通路元件的误差放大器的输出级是一个缓冲器,而通路元件通常面积比较大,因此其输出为容性。为了简单起见,缓冲器通常遵循A类操作,能够输出大电流或者吸收大电流,但不同时具备两种功能。因此缓冲器通常对于容性节点的转换速率是非对称的,也就产生了不同的反应时间以及稳压器输出的非对称效应。如果采用B类和AB类缓冲器,则有可能实现对称的反应,但是它们的实现通常更加复杂,噪声也更多,同时需要更多的硅片面积,大大增加了成本。

          
    在负载突然变大的情况下,多余的负载电流AILOAD对输出滤波电容放电,直至反馈环路开始(在Ati时间内)响应。反馈环路的内部转换率决定了响应时间,响应时间通常要比带宽时间长。当电路响应时,功率开关管提供全负载电流以及用来把滤波电容电压还原到原目标值的额外电流。稳压后的电压最终会稳定在一个与新负载电流相对应的值,也就是理想值减去一个由环路负载调整率带来的变化值( AV IODR)。当负载突然变小时,通路元件开始提供额外的电流对滤波电容充电,直至稳压器开始响应。当通过足够的时间( At2≈l/BWci),环路响应完成后,稳压器不再提供额外电流,而用其所有的吸收电流能力对滤波电容放电,使其返回目标输出电压。
    负载变化造成稳压后输出电压的变化,从而降低了稳压器的整体调整性能,也就是瞬态精度。如图1.12所示,稳压器最终还是要受到负载调整影响。从技术上的精度而言,负载调整的影响必须与总的瞬态响应精度对输出的影响区分开。因此负载调整电压变化需要从负载突变导致的变化中减去。

    噪声(交流精度)是线性稳压器的另外一个十分重要的指标。MC14066BCP噪声的主要产生原因在本质上通常是系统性的,不管是来自开关负载还是开关电源。在开关负载的情况下,稳压器的输出阻抗包括输出电容COUT和CB以及负载调整输出阻抗(与RLDR. REF相对应),这些输出阻抗决定了噪声被抑制的程度。类似地,纹波抑制比限制了输出噪声被抑制的程度。当今系统大多为?昆合信号系统,即使输出阻抗和纹波抑制能力大小比较合理,开关电源和开关负载都会给系统注入大量噪声。固有的散粒噪声、热噪声和l/f噪声通常不是很重要,在指标里常常被忽略。但是这并不能说明系统性开关噪声总是压倒固有噪声,尤其是在极度敏感和高牲能的应用中。
    瞬态电压变化也影响着稳压器总的交流精度。当负载电流突然从最低点变化至最高点时(或者从最高点变化到最低点时),会出现如图1.12所示的负载突然变大和突然变小的情况。瞬态反应在本质上是非对称的,因为误差放大器对通路元件的充放电也是非对称的。具体而言,用于驱动通路元件的误差放大器的输出级是一个缓冲器,而通路元件通常面积比较大,因此其输出为容性。为了简单起见,缓冲器通常遵循A类操作,能够输出大电流或者吸收大电流,但不同时具备两种功能。因此缓冲器通常对于容性节点的转换速率是非对称的,也就产生了不同的反应时间以及稳压器输出的非对称效应。如果采用B类和AB类缓冲器,则有可能实现对称的反应,但是它们的实现通常更加复杂,噪声也更多,同时需要更多的硅片面积,大大增加了成本。

          
    在负载突然变大的情况下,多余的负载电流AILOAD对输出滤波电容放电,直至反馈环路开始(在Ati时间内)响应。反馈环路的内部转换率决定了响应时间,响应时间通常要比带宽时间长。当电路响应时,功率开关管提供全负载电流以及用来把滤波电容电压还原到原目标值的额外电流。稳压后的电压最终会稳定在一个与新负载电流相对应的值,也就是理想值减去一个由环路负载调整率带来的变化值( AV IODR)。当负载突然变小时,通路元件开始提供额外的电流对滤波电容充电,直至稳压器开始响应。当通过足够的时间( At2≈l/BWci),环路响应完成后,稳压器不再提供额外电流,而用其所有的吸收电流能力对滤波电容放电,使其返回目标输出电压。
    负载变化造成稳压后输出电压的变化,从而降低了稳压器的整体调整性能,也就是瞬态精度。如图1.12所示,稳压器最终还是要受到负载调整影响。从技术上的精度而言,负载调整的影响必须与总的瞬态响应精度对输出的影响区分开。因此负载调整电压变化需要从负载突变导致的变化中减去。

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