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负载瞬态响应与静态电流有何关系?

由  Pavel Vlcek 发布  - 04-25-2021 

大多数设计工程师都希望有一个理想的低压降稳压器(LDO),具有卓越的动态性能和低静态电流,然而要实现这是具有挑战性的。

在我之前的博客《什么是低压降稳压器(LDO)的压降?》中,我讲解了什么是压降,如何指定压降以及公司的侧压降参数的产品阵容。

这篇博客继续这个系列,将聚焦负载瞬态响应及其与静态电流的关系。

让我们定义几个术语。

-负载瞬态响应是指由于LDO上的负载电流发生阶跃变化而对输出电压造成的干扰。

-接地电流是LDO在整个输出电流范围内对负载的消耗。接地电流可能与输出电流有关,但并不总是如此。

-静态电流是LDO在输出空载时的接地电流(消耗)。

参数

LDO1

NCP148

LDO2

NCP161

LDO3

NCP170

负载瞬态响应

最好

较好

较差

静态电流

超低

表1. LDO结构的比较

关于LDO的负载瞬态响应结果和静态电流的比较,请参见表1中的例子,该例子对不同结构的LDO分别列出负载瞬态响应性能和静态电流,以展示如何权衡折中。LDO1具有最佳的负载瞬态响应和高静态电流。LDO2具有低静态电流,但负载瞬态响应只是良好,不是最好的。LDO3有超低的静态电流,但负载瞬态响应较差。

图1. NCP148的负载瞬态响应

我们的NCP148 LDO是具有高静态电流但动态性能最理想的LDO例子。参见图1,您可看到NCP148的负载瞬态响应,输出电流从低电平到高电平的阶跃:100 μA -> 250 mA,1 mA -> 250 mA和2 mA -> 250 mA。您可看到,输出电压波形之间有微小的差异。

图2. NCP161的负载瞬态响应

请看图2进行比较,这是NCP161的负载瞬态响应。被称为 "自适应偏置 "的内部功能使得LDO具有低静态电流和良好的动态性能。该功能根据输出电流调整LDO内部反馈的内部电流和偏置点。但即使有自适应偏置,也有一些限制。当自适应偏置没有激活,且负载电流高于1 mA时,那么负载瞬态响应良好。然而,当初始电流水平为100 μA时,激活自适应偏置,就会出现更大的差异。当IOUT=100 μA时,那么自适应偏置在内部反馈电路中设置了较低的电流,所以响应较慢,负载瞬态响应较差。

图3显示了这两个器件的接地电流与负载电流的关系。NCP161在低负载电流下具有较低的静态电流和较低的接地电流。但是,如图1所示,对于极低负载的负载阶跃,NCP148具有更好的瞬态响应。

图3. NCP161NCP148的接地电流

NCP170的静态电流非常低,只有500 nA。图4显示了NCP170的负载瞬态响应。由于内部反馈非常慢,所以无论初始输出电流如何,它的动态性能都较差。

图4. NCP170的负载瞬态响应

然而,应用对电池寿命的要求越来越高,这促使对静态电流的要求越来越低。安森美半导体最新的超低静态电流器件NCP171,其静态电流为50 nA。这将实现更长的充电间隔时间或更轻的便携式电子产品,因为电池通常是最重的元件。

选择适当的负载瞬态响应同时还要尽量减小静态电流很重要。良好的瞬态响应通常意味着较高的LDO静态电流;而不良的负载瞬态响应通常意味着较低的静态电流。为了帮助设计工程师实现最佳的负载瞬态响应,请务必根据您的特定应用需求,查看我们的各种不同产品。

博客中提到的产品:

     • NCP148

     • NCP161

     • NCP170

     • NCP171

 

更多资源:

     •什么是低压降稳压器(LDO)的压降?

请务必订阅我们的博客,并在社交媒体上关注我们,以获得有关我们的技术、方案和公司新闻的最新信息!

标签:Industrial
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