【经验】解析线性稳压器的稳定性优化简易方法

2022-07-17 ROHM
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大容量多层陶瓷电容器(以下简称“MLCC”)并不常见的时代开发出来的线性稳压器,当在线性稳压器输出端连接MLCC等低ESR的电容器时,可能会在线性稳压器反馈环路中发生相位延迟并引起振荡。在这种情况下,可以在线性稳压器中通过与输出电容器串联插入电阻器并增加ESR使相位超前来避免振荡。


确定要串联插入的电阻值时,正确方法是使用频率特性分析仪(FRA)来确认相应电路中的线性稳压器的实际相位裕度。但是,如果无法使用FRA,或者即使可以使用FRA却由于输出电压固定型线性稳压器的反馈环路位于IC内部而无法访问,那么就无法通过FRA来测量相位裕度。ROHM解决方案之一是使用阶跃响应法简单确认线性稳压器的稳定性并对其进行优化。


阶跃响应法

阶跃响应法是通过使输出负载(输出电流)急剧变化(阶跃),用示波器一边确认此时的输出电压波动(即负载瞬态响应特性),一边调整为理想响应特性的方法。尽管使用这种方法无法测量精确的相位和增益,但即或使用FRA,最终也必须观察并确认实际的阶跃响应情况。从这个意义上讲,虽然涉及到实验基础,但是通过阶跃响应来确认稳定性的方法并不是没有根据的。


下面是测试阶跃响应的电路示例。设置是比较容易的。将电子负载设备连接到线性稳压器的输出端并使负载电流急剧变化,通过示波器监测输出电压和负载电流。


如果没有电子负载设备,也可以使用有晶体管开关的电路进行测试。将函数信号发生器连接到N-ch MOSFET的栅极,并使晶体管快速ON/OFF。当晶体管OFF时,电流为0A。当晶体管ON时,流过VO÷RL的电流。

图 1

使负载电流以1A/µs的转换速率从比如0A急剧变化到线性稳压器的最大输出电流。受这种又大又急剧的电流阶跃影响,输出电压基本上会发生波动,并在一段时间后稳定下来。通过调整相应的器件常数(在该示例的情况下,是电路图中的RESR),来逐步优化输出电压的波动幅度和达到稳定所需的时间。


关键要点

●对于线性稳压器而言,当使用MLCC等低ESR的电容器作为输出电容器时,某些线性稳压器可能会发生振荡。

●对于线性稳压器而言,在这种情况下,可以通过与输出电容器串联插入电阻器并增加ESR使相位超前来避免振荡。

●确定要串联插入的电阻值时,通常采用确认其电路中线性稳压器的相位裕度的方法。

●当无法测量相位裕度时,解决方案之一是使用阶跃响应法简单确认线性稳压器的稳定性。

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线性稳压器

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BM2LB300FJ-C,BD9B304,BD9B305,BD63536,BR25HXXX-2AC,BD9B300,BD9B301,BR25H16NUX-5AC,BU46LXX2G,BR24H256FVT-5AC,BR24H08F-5AC,BR25H1MFJ-5AC,BR25H512FJ-5AC,BR24G32NUX-3,BU5265SHFV,BD50FA1MG-M,BR24G32NUX-5,BV1LC150,BR25G256FJ-3,BD48EXXG-M,BR25H256F-5AC,BR24H64FVM-5AC,BR25H020FVM-2C,BD9V101,BD9C301FJ,BD9V100,BU34DV7,BDXXGA5MEFJ-M,BR25G128FVT-3,BR25A512F-3M,BD9P135MUF-C,BU46LXX4G,BD46EXX1G-M,BV1LB028,BD226XXG-M,BD46XX1G,BU7250G,BD71L4LG-1,BR24G64FVM-5,BR24G64FVM-3,BA4580R,BR24H08FVT-5AC,BD8158FVM,BU7251SG,BD9C401,BV1LB045,BR93G46F-3A,BR93G46F-3B,BD50C0A,BD750L2,BU7251G,BR93H56RF-2C,BR25H32FVT-5AC,BD87A34FVM,BR24H04FVM-5AC,BD52XXG-2C,BU7291G,BAXXBC0(W),BD9A100MUV,BD9B500,BR24HXXX-5AC,BR93G46FVM-3,BU48XXG,BR25A256FVT-3M,BUS1DJC0GWZ,BA2902YXXX-M,BR93AXX-WM,BR24A08FJ-WM,BD49EXXG,BD95602MUV,BR25G320FVM-3,LMR1801HFV-LB,BR24G32FVM-5,BV1HB045EFJ-C,BR93G66FVT-3A,BR93G66FVT-3B,BR24G1MF-3A,BAXXCC0(W),BU9829GUL-W,BD9A400,BA4584YFV-M,BD9E302EFJ,BR24G02F-3A,BD22621G-M,BD46XX2G,BR24G32FVM-3,BR25H02FJ-5AC,BU5265HFV,BR24G01FVT-3,BD2201GUL,BR25A1MF-3M,BR24H2MFJ-5AC,BD6529GUL,BR93A66RF-WM,BD750L5FP-C,BD82039FVJ,BD9D322QWZ,BR93HXX-WC,BR25H2MF-5AC,BD46XX5G,BD70522GUL,BD9S200MUF-C,BR93G56NUX-3,BD9E151NUX,BR24G128F-3,LMR982FVM,BD52XXG,BD9D320EFJ,BD9E303EFJ-LB,BH2226FV,BA4560R,BV1LB300FJ-C,BUXXSD2MG-M,BR24G128F-5,BA2902YXXX-C,BA4560YXXX-M,BV1LB085,BD4271HFP-C,BD9C601,BA4584R,BD45XX1G,BU7294S,BR24G08FVT-3,BD90640EFJ-C,BD52XXG-2M,BDXXIC0MEFJ-M,BR24G02FJ-3A,BU7271G,BU2506FV,BD9D323,BD1HD500HFN-C,BR93H66RFVT-2C,BD9D322,BD7LS08G-C,BD9D321,BD9D320,BR24A64F-WM,BR93G46FVM-3B,BR93G46FVM-3A,BR25H1MFVT-5AC,BD9F500,BV1LC300,BD8311NUV,BU7233SF,BHXXSA3,BR25H640FVM-2AC,BR24A02FJ-WM,BR93G46NUX-3A,BU9897GUL-W,LMR931G,BR25G320F-3,BR93G46NUX-3B,BM2LB110,BV1LC085EFJ-C,BR24G01F-3A,BD9B301MUV-LB,BAXXBC0,BD7562,BR24G01FVM-3A,BA9741F,BR93A56RFVT-WM,BD45EXX2G-M,BR24G08FJ-3,BD82040FVJ,BR24G64NUX-5,BR24G64NUX-3,BD9B100MUV,BR24H128F-5AC,BR93G56FVT-3,BU7244YFV-C,BR93G76FJ-3,BU34DV7NUX,BR24TXX-3AM,BU7464SF,BA1117,BD33C0AW,BU7232YFVM-C,BUXXJA2,BR93G46F-3,BR24G16NUX-3,BV2HC045EFU-C,BD2222G*,BU7275SHFV,BU33DV7NUX,BR25G320NUX-3,BD90302,BA9743A,BD9S000NUX-C,BR24G16FVT-3,BD7542,BR24G16FJ-3,BD4271,BR93A86RFVM-WM,TLR344,BD4269,BR24H128FVM-5AC,BD9P233MUF-C,BR25H160FVM-2C,BU1S12S1BG-LB,BD49LXXG,TLR342,BD8317GWL,BD9035AEFV-C,LMR821G,BD95602MUV-LB,BD9P255EFV-C,BU46KXX2G,BD9B100,BR25H020FJ-2C,BR25H02FVT-5AC,BR24G512FJ-3A,LM2904,BD1HC500FVM-C,BV1LB010,LM2901,LM2902,BA4584FV,LM2903,BR24H16F-5AC,BU7231SG,BA9743AFV,BD9C401EFJ,BR93G66FVT-3,BR25H010FVT-2C,BU9889GUL-W,BD22641G-M,BD9B600MUV,BU7205SHFV,BD2242G*,BR24G128NUX-5,BR24G512FVT-3A,BD3021HFP,BR24G128NUX-3,BD9611MUV,BU7205HFV,BD37A41FVM,BD87A29FVM,BD9B333,BD3570Y,BR25H256NUX-5AC,BV1LC105,BA178MXX,BM2LB300,BR24G04FVT-3A,BD9D300,BU46KXX4G,BV1LB010FPJ-C,BD9555FVM-C,BR24G512FJ-5A,BRCG016GWZ-3,BR93A56RFJ-WM,BD1LB500,BR24G08NUX-3,BR93H76RFVT-2C,BUXXSD5W,TLR341G,BRCB008GWZ-3,BR24G512FVT-5A,BD48LXXG,BU7253SF,BR24T512F-3AM,BR25H320FVM-2C,BR93H76RFJ-2C,LMR822,BR24G1MFJ-3A,BR25H128FJ-5AC,BR24H02FVT-5AC,BR24G01NUX-3A,LMR824,BR25G640FVT-3,BD12730G,BD82042FVJ,BR93G76FVM-3A,BD9152MUV,BR93G76FVM-3B,BA14741,BD80C0A,BR25G128FVM-3,BU7421SG,BR25H128F-5AC,BA2901YXXX-C,BD2266G-M,BD9S400,BD9P135,BR24G01NUX-3,BR25H16FJ-5AC,BDXXKA5(W),BD7541SG,BV1HB045,BD9S100NUX-C,BR24H512FJ-5AC,BR25G512F-3,BR93A76RFVM-WM,BDXXIA5,BM2LB110FJ-C,BR25H64FVT-5AC,BR24G1MFJ-5A,BR24G04FVM-3A,BR25H080FVM-2C,BR24G08FVM-3,BD12734,BU45KXX4G,BD12732,BD9E100FJ-LB,BDXXHA3MEFJ-M,BD1HC500HFN-C,BR25H640FJ-2AC,BD87A28FVM,BV1LC150EFJ-C,BA3474RFV,BR24H32FJ-5AC,BR93A46RFJ-WM,BR93H66RF-2C,BD9P155,BR25H08FJ-5AC,BV2HC045EFU-C,BD71L3SHFV,BDXXHA3MEFJ-C,BD90302NUF-C,BU9832GUL-W,BD6528HFV,BR24G04FVM-3,BDXXIC0,BR25H320F-2C,BD9G401EFJ-M,BR93GXX-3,BD00D0A,BA82904YXXX-C,BD9E104FJ,BR93A66RFVT-WM,BD9E151,BD33C0A,BU45KXX2G,BD37A19FVM,BR24G08FVT-3A,BD90C0A,BR93H46RF-2C,BU7475SHFV,BD99011,BD9150,BD9151,BD99010,BR25H32NUX-5AC,LMR341G,BA9744,BA9741,BRF0520A,BU9891GUL-W,BD2233G,BD9A101MUV-LB,BR25G256FVT-3,BR25H080FJ-2C,BDXXGA3,BD90C0AW,BU7442S,BUXXTA2W,BR24G04NUX-3,BR24H04NUX-5AC,BR25A256F-M,BV1LC105FJ-C,BAXXJC5(W),BR93G46FVT-3A,BR93G46FVT-3B,BDXXGA5,BR93G86NUX-3,BD9A302QWZ,BV2HX045EFU-C,BD9A300MUV,BD82044FVJ,BUXXJA2DG-C,BD9G341AEFJ-LB,BD2232G,BDXXLA5MEFJ-M,BR25H08FVM-5AC,BD47XXG,BA2107G,BR25A512FVT-3M,BR25H160FVT-2C,BA2903YXXX-C,BR24H32FVM-5AC,BR25HXXX-2C,BR25H02NUX-5AC,BU7444F,BD99A41F,BR25H1MF-5AC,BM2LC105,BD7LS97G-C,BR25H020F-2C,BD2264G-M,BU7495HFV,BD49KXXG,BR93G66F-3A,BR93G66F-3B,BD8306MUV,BV1LB085FJ-C,BR24G128FVM-5,BR24G128FVM-3,BDXXGC0,BA2901YXXX-M,BAXXCC0,BD9E100,BD9E101,BU33UV7NUX,BD9E104,BD9P105,BR93H56RFVM-2C,BDXXHA5MEFJ-M,BR24G02FVM-3A,BA3474YFV-C,BD7561SG,BR93G66NUX-3,BR25G320FJ-3,BR25H32FJ-5AC,BA4564WFV,BU7421G,BR93G46NUX-3,BA3474F,BA8391G,BR24A16FJ-WM,BU45LXX2G,BD95830MUV,BD45XX2G,BD48EXXG,BR93G66NUX-3A,BR93G56FJ-3,BD9PXX5EFV,BRXXXXXX-5,BD9S012NUX-C,BR25H640F-2AC,BD9S000,BR93G86NUX-3A,LMR321G,BU7244F,BA2904YXXX-C,BR93G66NUX-3B,BR93G86NUX-3B,BR24H16FJ-5AC,BU7244S,BD9P205EFV-C,BU7462S,BU7486S,BH2227FV,

选型指南  -  ROHM  - Ver.4.0  - 2019年11月 PDF 中文 下载

电源电路的七大标配:从低噪声型到升压型全覆盖

现代电子系统通常被CPU、FPGA、模拟IC、RF、天线等数百乃至数千个半导体和电子元器件填得满满的。要发挥出这些电子元器件的性能,离不开能够提供稳定且高质量的电压和电流的“电源电路”。设计电源电路的第一步是正确选择满足目标需求的电路方式。在本文中,我们将探讨从处理器到电机驱动器领域常用的电源电路类型及其机制。

技术探讨    发布时间 : 2024-11-15

For Analog Audio Processors, Can I use MLCCs instead of electrolytic capacitors as input terminal coupling capacitors in a product that operates with only one or two positive power supplies?

When using MLCCs, it is necessary to pay attention to DC bias characteristics and temperature characteristics. The capacitance of MLCCs varies greatly with temperature and DC bias. Make sure to select a component with a capacitance value that is higher than the required value at the voltage and temperature conditions in which it will be used.

技术问答    发布时间 : 2024-08-30

【选型】ROHM(罗姆)车载用稳压器选型指南(英文)

目录- Company Profile    Types and Features of Automotive Power Supply ICs    Switching Regulators    Linear Regulators    Manufacturing Introduction   

型号- BDXXIXXMEFJ-M,BD800M5WHFP-C,BD4269EFJ-C,BD9901XEFV-M SERIES,BD99010EFV-M,BD9016KV-M,BD9PXX5EFV-C,BD50C0AWHFP-C,BD90C0A□□□-C,BDXXHXXMEFJ-M SERIES,BD80C0AWFP-C,BD80C0AFP-C,BD33IC0MEFJ-C,BDXXHXXMEFJ-C SERIES,BD9901XEFV-M,BD50C0AWFP2-C,BD50C0AHFP-C,BD50FA1MG-M,BD9S100NUX-C,BD9S201NUX,BD433M2WFP3-C,BD50C0AFP-C,BUXXJA2MNVX-C SERIES,BD9SD11NUX,BD9P205MUF-C,BD9P155EFV-C,BD50C0AFP2-C,BDXXIXXMEFJ-C,BDXXHA3MEFJ-M,BD9SX00NUX-C,BD00JC0MNUX-M,BD90610EFJ-C,BD90C0AW□□□-C,BD750L2EFJ-C,BDXXGA5MEFJ-M,BD820F50EFJ-C,BDXXGXXMEFJ-M SERIES,BD80C0AWFP2-C,BD9S110NUX-C,BD9P135MUF-C,BD906X0HFP-C,BD9S400MUF-C,BD33C0AWFP-C,BD9S201NUX-C,BD90302NUF-C,BDXXHA3MEFJ-C,BD80C0AHFP-C,BD9P255MUF-C,BDXXGA3MEFJ-C,BD00C0AW□□□-C,BD433M5WFP2-C,BD750L5EFJ-C,BDXXGXXMEFJ-C,BD750L2FP3-C,BD733L2FP-C,BD80C0AWHFP-C,BD433M5□□□-C,BD433M5WFPJ-C,BD433M5FP-C,BD80C0AFPS-C,BD906X0EFJ-C,BD90C0AFP2-C,BDXXGA3MEFJ-M,BD42530FPJ-C,BD450M2FP3-C,BD50C0AWFP-C,BD450M2WFP3-C,BD90620EFJ-C,BD9SXXXNUX-C,BDXXIXXMEFJ-C SERIES,BUXXJA2DG-C,BD00GXXMEFJ-C,BD42530FP2-C,BD33C0A□□□-C,BD9015KV-M,BD733L5□□□-C,BDXXGXXMEFJ-M,BD9SX00MUF-C SERIES,BD357XY SERIES,BD750L5FP-C,BD9P235MUF-C,BD9P235EFV-C,BD450MX□□□-C,BD9S200MUF-C,BD800M5WFP2-C,BD906XHFP-C,BD90C0AHFP-C,BD50C0AW□□□-C,BD433M2WEFJ-C,BD90C0AWHFP-C,BD906X0EFJ-C SERIES,BUXXSD2MG-M,BD9PXX5MUF-C SERIES,BD33C0AFP-C,BD4271FP2-C,BD4271HFP-C,BD433M5W□□□-C,BD433M2FP3-C,BD90640EFJ-C,BD750L5□□□-C,BD90C0AWFP2-C,BDXXHA5MEFJ-M,BD450M5□□□-C,BD733L2FP3-C,BDXXIC0MEFJ-M,BD357XY,BD9P1X5EFV-C,BD750LX□□□-C,BD9P1X5MUF-C,BD42530□□□-C,BD733LX□□□-C,BD99011EFV-M,BD9PXX5EFV,BD433M2W□□□-C,BD9S012NUX-C,BD450M5WFPJ-C,BD906X0HFP-C SERIES,BD9P205EFV-C,BD90610HFP-C,BD433M5FP2-C,BD9S111NUX-C,BD9PXX5MUF,BDXXHC0MEFJ-M,BD33C0AWFP2-C,BD9PXX5MUF-C,BD433M2□□□-C,BD9PXX5,BD3650FP-M,BD90C0AWFP-C,BD733L2□□□-C,BD9P155MUF-C,BDXXHXXMEFJ-M,BD9SX00MUF-C,BD4271□□□-C,BD42530EFJ-C,BD9P135EFV-C,BD33C0AWHFP-C,BD9PXX5EFV-C SERIES,BD9S300MUF-C,BD90C0AFP-C,BD433MX□□□-C,BD800M5W□□□-C,BD450M5FP2-C,BD9S000NUX-C,BD42754□□□-C,BD8P250MUF-C,BD750L2FP-C,BD80C0AFP2-C,BD450M5WFP2-C,BD9P233MUF-C,BDXXHC5MEFJ-M,BDXXHXXMEFJ-C,BD9035AEFV-C,BD9P255EFV-C,BD9SX1XNUX-C,BD750L2□□□-C,BD450M5FP-C,BD00C0AWFP-C,BDXXGC0MEFJ-M,BD9PXX5 SERIES,BD450M2W□□□-C,BD42500G-C,BD425X0□□□-C,BD7XXLX□□□-C SERIES,BD425X0□□□-C SERIES,BD90620HFP-C,BD80C0AW□□□-C,BD00C0AWHFP-C,BUXXJA2MNVX-C,BDXXIXXMEFJ-M SERIES,BD33C0AW□□□-C,BD42540FJ-C,BDXXIA5MEFJ-M,BD450M2EFJ-C,BD9P2X5EFV-C,BD33C0AFP2-C,BD33C0AHFP-C,BD9P2X5MUF-C,BD800M5□□□-C,BD50C0A□□□-C,BD4269FJ-C,BD7XXLX□□□-C,BD4269□□□-C,BD00C0AWFPS-M,BD733L2EFJ-C,BD450M2WEFJ-C,BD90640HFP-C,BD42754FP2-C,BD00C0AWFP2-C,BUXXJA2VG-C,BD906XHFP-C SERIES,BD9SXXXNUX-C SERIES,BD733L5FP-C,BD80C0AWEFJ-C,BD9P105EFV-C,BD50HC0MEFJ-C,BD450M5W□□□-C,BDXXGXXMEFJ-C SERIES,BD450M2□□□-C,BD00IA5MHFV-M,BD9P105MUF-C,BD906X0EFJ,BD9V100MUF-C,BD42754FPJ-C,BD80C0A□□□-C,BD433M2EFJ-C

选型指南  -  ROHM  - Ver.3.2  - 10.2020 PDF 英文 下载

应用笔记或设计指南  -  ROHM  - Rev.001  - 2017.2 PDF 英文 下载

关于线性稳压器, 请告知功耗损失的计算方法。

线性稳压器的功耗损失Pd为,如设成Vin:电源电压、Vo:输出电压、Io:输出电流、Icc:电路(偏置)电流,则 Pd=(Vin-Vo)×Io+Vin×Icc

技术问答    发布时间 : 2024-07-30

【选型】ROHM(罗姆)车载用稳压器选型指南(中文)

目录- 开关稳压器    开关稳压器产品阵容    初级开关稳压器    次级开关稳压器    线性稳压器    初级线性稳压器    次级线性稳压器    开关稳压器封装一览    线性稳压器封装一览    “噪声特性、耐性”与“热电阻、热特性”名词解释    EMC对策/热对策的支持体制   

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选型指南  -  ROHM  - Ver.3.1  - 06.2020 PDF 中文 下载

关于线性稳压器, 请告知过流保护(OCP)的动作。

超过建议输出电流时,通过为各产品设置的过电流检测值进行电流限制。在过流保护启动后,电流折返电路也会启动,在降低输出电压的同时限制输出电流,从而保护IC以免破坏。大多数线性稳压器,过电流消失后,输出电压会自动恢复,但也有锁存的类型,因此请确认Datasheet。

技术问答    发布时间 : 2024-07-30

【产品】输出电流最大可达550mA的超低压差线性稳压器BD3507HFV,输入电压范围为1.2V至VCC-1V

全球知名的半导体厂商罗姆(ROHM)公司推出了一款工作在低输入电源的超低压差线性稳压器——BD3507HFV。该芯片的输出电压可通过VREF端子设置,并可与其他电源同步。该芯片采用导通电阻典型值为300mΩ的超低压差N沟道MOSFET,可构成高效系统。

新产品    发布时间 : 2019-01-12

关于线性稳压器, 请告知双极工艺产品和CMOS工艺产品的特点。

双极工艺的线性稳压器具有满足高耐压、大电流的特点。而CMOS工艺的特点是低电压工作、低消耗电流。此外,我们还在使用Bi-CDMOS工艺,开发兼顾低消耗电流和高耐压的产品。

技术问答    发布时间 : 2024-07-30

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