在電子電路設(shè)計(jì)中,電源的選擇與優(yōu)化是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。
特別是在高精度和低噪聲需求的場景下,比如ADC、DAC和攝像頭供電(AVDD),選擇合適的電源不僅關(guān)系到設(shè)備的性能,更影響整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
通常來說,一個(gè)優(yōu)秀的電源設(shè)計(jì)方案需要滿足兩個(gè)基本條件:一是能夠提供足夠的電流支持,二是在電壓供給上具有高度的穩(wěn)定性和低噪聲特性。
在許多應(yīng)用中,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)輸入電壓與所需輸出電壓之間的壓差并不大,這種情況下LDO(低壓差線性穩(wěn)壓器)便成了理想的選擇。
LDO以其簡潔的外圍電路設(shè)計(jì)、低成本以及快速的負(fù)載響應(yīng)等特點(diǎn),被廣泛用于各種電子設(shè)備之中。
讓我們來了解一下LDO。
LDO即低壓降穩(wěn)壓器,它能夠在輸入和輸出之間維持一個(gè)很小的壓差,并且通過內(nèi)部的MOS管以線性模式工作來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定電壓輸出。
這種穩(wěn)壓方式使得LDO特別適合于那些對(duì)電源紋波要求極高的場合。
例如,在給ADC、DAC等精密模擬電路供電時(shí),LDO能有效地減小電源噪聲,保證信號(hào)的純凈度。
LDO并非萬能之選。
當(dāng)遇到輸入與輸出電壓之間存在較大壓差時(shí),LDO的效率會(huì)大幅下降,導(dǎo)致發(fā)熱問題,這時(shí)就需要采用開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器作為替代方案。
相較于LDO,開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器在處理大壓差時(shí)效率更高,但可能會(huì)帶來更大的噪聲和紋波,這就需要設(shè)計(jì)者根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用需求做出權(quán)衡。
在選擇LDO時(shí),除了考慮其基本的電壓調(diào)節(jié)功能外,還需要重點(diǎn)關(guān)注幾個(gè)關(guān)鍵指標(biāo):PSRR(電源抑制比)、噪聲水平以及靜態(tài)電流。
PSRR反映了LDO抑制電源線噪聲的能力,對(duì)于保持輸出電壓穩(wěn)定性極為重要。
一般而言,PSRR大于80dB的LDO更適合高要求的應(yīng)用場景。
噪聲是衡量LDO性能的另一個(gè)重要參數(shù),低噪聲的LDO可以確保輸出電壓更加穩(wěn)定純凈。
最后,靜態(tài)電流是指LDO在無負(fù)載情況下消耗的電流,這個(gè)參數(shù)在電池供電的設(shè)備中尤為重要,因?yàn)樗苯佑绊懙皆O(shè)備的續(xù)航能力。
在實(shí)際設(shè)計(jì)中,為了進(jìn)一步提升電源的穩(wěn)定性和降低噪聲,推薦使用陶瓷電容作為LDO的旁路電容。
陶瓷電容具有容量大、等效串聯(lián)電阻(ESR)低的優(yōu)點(diǎn),能有效提升LDO的電源抑制性能。
電源設(shè)計(jì)是任何電子設(shè)備成功的關(guān)鍵。
通過合理選擇LDO或開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器,并關(guān)注PSRR、噪聲和靜態(tài)電流等關(guān)鍵參數(shù),我們可以為系統(tǒng)提供高效、穩(wěn)定的電源解決方案。
這不僅能夠提升產(chǎn)品性能,還能為用戶帶來更好的體驗(yàn)。
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原文標(biāo)題:電源設(shè)計(jì)秘籍:選對(duì)LDO供電策略,提升產(chǎn)品性能!
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