[参考译文] LP5907：空闲时的噪声行为与1mA 负载间的关系

嗨、Dierk、

这很奇怪。 虽然一些 LDO 在极轻的负载下具有较小的相位裕度、但不需要最小负载。 我看到它们具有最小输出电容器、该输出电容器的额定电压是多少？ 直流降额可能会导致输出电容太小。 因此、如果输出电容过低、电容变化和 LDO 变化之间在低负载时可能会出现一些不稳定情况。 他们可以尝试增大输出电容器(或使用具有较高额定电压的电容器)、以查看这是否有用。

如果它们可以添加恒定电流、那么从 LDO 的角度来看就没有任何问题。

您好、Dierk、

我想到了几个要点：

数据表的图17显示、负载电流变化可能会导致特定的噪声调制。 但影响应该很小、几乎无法解释您观察到的高达8mVpp 的噪声。

2.提供最小负载电流对于稳压器非常有用。 我还记得、旧款 LM78xx/79xx 的最小负载电流为5mA。 这很有道理、因为其数据表中的许多参数都是针对5mA <= IO <= 1A 的负载电流而指定的。 应用于 LP5907、LP5907指定了 IOUT = 1mA 至250mA 的负载电流的许多参数、这意味着最小负载电流为1mA。

LP5907数据表的第8.2.2.6节规定：

'µF 1 μ F mΩ 电 mΩ 的 ESR 在20 μ F 至40 μ F 范围内、可轻松满足 LP5907的稳定性 ESR 要求。'

嗯、这有点过时。 TODAYS 1µ μ C/X7R/0805电容器具有稍低的 ESR、甚至可以低于5MR。 因此、最终、将50m...100mR 电阻器与1µ Ω/X7R/0805电容器串联以模仿稍高的 ESR 可能会有所帮助。

还有一个额外的缺陷：如果 LP5907的输出端有多个陶瓷电容器、它们将看起来是并联的、这会进一步降低有效的 ESR。 LP5907的输出端是否有另一个去耦电容、最终靠近运算放大器？ 如果是、您可以通过引入1R 串联电阻器来隔离它。

Kai

各位同事好！

感谢您的快速响应。

输出电容为 Murata GRM188R71C105KA12D、经过精心选择、可在5µF 最坏情况下维持 LP5907的.M Ω 最低要求。 电容处于最小容差、直流偏置、... 它不应低于75µF μ A。 这也不能解释故障单元、因为测量的正电容和坏电容没有差异。

我们已经尝试使用一个不同幅度高达47µF μ F 的额外陶瓷电容器来改变输出电容。 在大约10µF μ A 的电流下、我们可以观察到 LDO 输出端类似锯齿的周期性纹波为~4mVpp、这很明显是 LP5907自身造成的。

忽略上面示波器中的尖峰-我在探头处使用了长的 Grund-tap、以使我的双手自由。

该振荡的基频随着输出电容的上升而降低。 10µF、我们决定保持明显低于1 μ A。

1µF μ F 至10µF μ F 范围内的输出电容器未被保持以抑制第一幅图中所示的信号信号干扰。

为了澄清这一点：我确定这里的问题不是 LP5907的振荡。 我可以清楚地识别2V5导轨上的信号波形。

从信号路径到 P2V5轨有一个100pF 耦合连接、我假设这也是从信号路径到2V5的总耦合电容的幅度。 理论上、电容分压器100pF/输出电容可使2V5轨中的信号衰减超过-80dB。

添加另一个与输出电容器并联的2k2电阻器并不能说明第二个示波器中显示的显著改进。

我的问题是：

-在某些电路板上、我如何在没有负载电阻器的情况下在 P2V5上看到这些信号伪影？

负载电阻器如何消除此问题？

-此负载电阻器是否会最终解决问题？

这里的问题可能是输出电容器的 ESR 太低。这个网络中还有4个10nF 电容器、与1µF Ω 输出电容器组合在一起提供了一个相当宽带的低阻抗快捷方式。

也许答案太简单了、我会在回来一天后立即给我的额额...

此致、

Jens (客户)

尊敬的 Jens：

您发送的图片未通过、您能再试一次、以便我们可以看到发生了什么情况吗？ 示波器截图是大多数情况下可提供的最有用的内容之一。

您提到了耦合到电源轨的信号、如果耦合 A 提高了电源轨上的电压(同样、我看不到图片、所以我猜是在这里)、那么这可以解释为什么额外的负载电流会起作用。 通常、如果输出电压过高、LDO 无法降低输出电压、因此必须依靠负载来降低输出电压。 直流负载越高、输出电压达到其调节点的速度就越快。

LP5907仅在输出为1uF-10uF 时保持稳定、因此较大的电容器存在问题是合理的。 此外、正如您和 kai klaas69 提到的、输出电容器的 ESR 太低。 大多数陶瓷电容器的 ESR 为5-10m Ω、因此多个电容器并联时的 ESR 将低于 PDS 指定的5m Ω 至500m Ω 范围。

您好 Kyle、

当然！ LP5907无推挽输出。 额外的负载使输出放电得足够快、从而使 LDO 保持稳压。 *facepalm*:-)

关于输出电容器：Murata 未提供 GRM 系列 ESR 的有用规格、但正如我刚刚注意到的、所选元件将在明年无论如何停产。 因此、我将选择 ESR 至少为10m Ω 左右的另一个电容。

出于兴趣：添加电阻负载是否足以补偿此给定电路中输出电容器的 ESR 过低(通过增加相位裕度)？

此致、

Jens

PS：我不知道为什么图像上传失败。 我可以在返回该局后再添加一些示波器照片(目前是出差)。

尊敬的 Jens：

在没有原理图的情况下、分析电路总是很困难...

Taiyo Yuden 提供了详细的数据表、其中显示了 ESR：

打开页面右侧的频谱图：

Samsung 还提供了很好的数据表。

认真对待 ESR 问题。 添加对负载电流影响极小的负载电阻器将很难消除 ESR 过低的问题。 但您可以轻松地向陶瓷电容器添加一些串联电阻、以模仿更高的 ESR。 我一直在输出电路中执行此操作。 甚至并联陶瓷也很有趣。

Kai

大家好、

要结束此主题：

1) 问题是由以下事实引起的：音频信号的电容耦合会出现在线性稳压器的输出上。 结合实际不存在的直流负载、这种可测量 到信号的引线保持在 LDO 的输出端、因为 LDO 无法灌入电流并在稳压条件下降低其输出电压。 增加额外的负载有助于对输出电容器放电并使 LDO 保持稳压状态。 在该配置中、我们看不到任何信号仍然留在 LDO 的输出轨上、噪声行为令人满意、我们看不到任何不稳定的提示。

2) 有关(输出)电容器 ESR 的说明非常好、但与手头的问题无关。 实际输出电容器配置的 ESR 至少为10m Ω、从而满足 LP5907的要求。 但是、当我们在下一个设计环路中更换电流电容器时、我们将考虑为输出电容器添加一个低串联电阻器。

谢谢、此致、

Jens