[参考译文] LM1117：输出电容器 ESR 范围为0.3 - 22欧姆、没关系、但如何在负载时解释去耦电容器？

您好 Gunnar、

这是一个非常常见的问题。  我正在编写一份关于这一主题的新的白皮书，将在明年提供。
当您考虑 ESR 和电容要求时、对 LDO 输出端的要求基本上像是一个阻抗。  如果您计算与输出的 C 和 ESR 相对应的串联 RC 电路的跨频率阻抗、则会得到一组阻抗曲线、您的负载必须保持在该范围内才能满足数据表规格。  

话虽如此、在低 ESR 陶瓷电容器之前设计了许多线性稳压器。  在这些情况下、ESR 在反馈环路中形成一个零点、这有助于稳定系统。  在您的情况下、有去耦电容器会在某个较高频率下改变负载阻抗。  如果它们是非常小的去耦电容器、则负载阻抗将不受影响、直至达到某个非常高的频率(远远超出 LDO 的带宽)、这不是问题。  这又引出了另一个问题-电容器和 ESR 规格仅适用于 LDO 内部环路的交叉频率。  现代线性稳压器的合理估计值为10Hz - 10MHz、对于旧线性稳压器、这可能会有点紧。  如果去耦电容器在10Hz - 10MHz 频率范围内改变阻抗、则 LDO 可能不稳定、因此需要执行测试来检查该阻抗。  如果尚未构建客户硬件、通常在 EVM 上执行此测试。  负载瞬态测试是最佳选择、因为可以根据瞬态响应中的振铃次数准确估算系统的相位裕度。  有关更多详细信息、请参阅以下链接。

www.ti.com/.../slva381b.pdf

这是一个概述、但如果您有任何问题、请告诉我。

谢谢、

斯蒂芬

您好 Gunnar、

LM1117已使用了至少20年、因此很难找到用于模拟带宽的设计文件。  让我们使用10Hz - 10MHz 作为估算值、尽管这可能是保守的。  顺便说一下、如果您执行瞬态测试并观察振铃、则可以通过查看振铃周期来确定总系统交叉频率。

您需要的是输出端的有效阻抗、为了计算出您需要去耦电容器和主电容器的制造商 SPICE 模型。  然后、您可以将它们放置在 SPICE 仿真中并与 LM1117规格进行比较。  LM1117规格如下图所示。  除非我错过了它、否则这个较旧的器件不需要最大电容、只需要10uF 的较低电容值。  因此、在阻抗曲线的高端、您需要保持在10uF + 22欧姆阻抗以下。在低端、您需要保持在0.3欧姆以上 (我包含了一个1mF 电容器+ 0.3欧姆、向您展示如果将其作为负载、会是什么样的)。

总之：使用 SPICE 中的制造商电容器模型仿真负载阻抗(如果没有 SPICE 仿真器、则可以免费使用 TI SPICE 副本)。  请保持在红线和蓝线之间、根据数据表、您可以保持稳定。  如果您发现您的阻抗超出此范围、则可以通过负载瞬态测试来测试实际设计、以确定稳定性。

谢谢、

斯蒂芬