Sunday, September 21, 2014

穩壓器 設計 (Voltage Regulator 性能 參數 量測)



緣起
    最近趁著休假時間幫把TDA1543做了被動濾波電路和穩壓電路,不論是聲音和輸出漣波都比原本的LM317還好,也順便整理清楚對穩壓器模糊的印象~

最近常常見到的LDO是low dropout regulator,意為低壓差線性穩壓器,相較於以往的780X系列,輸入電壓和輸出電壓不需要很大就可以工作。 

參數

    一個好的穩壓器要注意的數據

1.穩壓輸出漣波(Output Noise&Ripple)︰

 簡單來說就是一個穩壓本身輸出的雜訊,越低越好。

2.電源變動率(Line Regulation)︰

指的是輸入電壓產生變化時,相對於輸出電壓變化的程度。

3.負載變動率(Load Regulation)︰

當輸出端的負載有變化時,即輸出電流改變時,造成輸出電壓的變化率,稱為負載變動率。

4.穩壓器的電源抑制比(power supply rejection ratio, PSRR)

一个电路的电源抑制能力的度量值,定義是電源電壓變化與設備的輸出電壓相應變化的比例。





測量

用示波器測量PSRR

使用一個信號發生器、直流電源和示波器來測量 PSRR。

用信號發生器產生一個交流信號,與直流信號一起作為 LDO 的輸入,然后用一個示波器以不同頻率來測量 LDO 的輸出, PSRR由公式計算得到,其中 Ripple(input) 是輸入交流信號的幅度,而 Ripple(output) 是輸出信號的幅度。

以不同頻率的 VAC 重復以上測量過程,以產生PSRR曲線圖片段。這一方法可以與上一節所描述的結構一起使用。

然而由于示波器的分辨率和靈敏度有限,這一方法僅僅對具有更低 PSRR 值的 LDO 適用。
由于大多數示波器可以測量到毫伏的范圍,因此使用示波器可實際測量到的 PSRR 的最大范圍約為 40dB–50dB。

 測試條件如下﹕
A.Vout=3V
B.Iload=150mA
C.1kHz時VAC=1V(p-p)
D.VDC=4.3Vdc

Ripple(input) = 984 mV 
Ripple(output)  = 194 mV  



PSRR  =  20  log10(Ripple(input)/  Ripple(output))  =  20  log10(0.984/0.194)  =  14.10dB


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Maira Gall