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一种高电源抑制比LDO电路设计 　　摘要:电源抑制比(PSRR)反映的是电路对电源噪声的敏感程度,在电源管理电路中是极为重要的性能指标。总是希望有高的电源抑制比来抑制电源噪声对电路的影响。低压差线性稳压(LDO)电路中这个指标尤为重要,本文将设计一款具有高电源抑制比的低压差线性稳压器。 　　关键词:电源抑制比;低压差线性稳压器;电压增益;频率补偿 　　 　　Design of A Low-dropout Regulator with High PSRR 　　 　　YUAN Xiao-bo1,XU Dong-ming1,2,XIE Qing-sheng2 　　(1. Department of Information and Communication Engineering,Xi’an institute 　　of post and telecommunication,Xi’an710061,China; 　　2.Xi’an Supermicro Electronics Co.,LTD,Xi’an 710061,China) 　　 　　Abstract:Power supply rejection ratio(PSRR)is one of the most important performance indexes in power management circuit, which reflects the sensitivity of the circuit to the power noise. To restrain the influence of the noise of the circuit, a high PSRR is needed. A low-dropout regulator with high PSRR is presented in this paper. 　　Key words: PSRR; LDO regulators; voltage gain; frequency compensation 　　 　　1引言 　　 　　随着电子产品的不断发展,电源管理解决方案不断追求高效率、小面积、低成本。而LDO(Low Drop out)线性稳压器由于具有结构简单、成本低廉、低噪声、低功耗及较小的封装尺寸等突出特点,已广泛应用于各种移动电子系统中,如笔记本计算机、蜂窝电话、寻呼机、PDA等。它能够大大地降低输出晶体管的饱和电压,使得输入电压可以非常接近输出电压,从而降低了功率消耗,延长了电池寿命。 　　本文对典型LDO电路的PSRR进行了分析,并在此基础上设计了一种具有高增益和高PSRR的LDO电路,并采用miller补偿技术使电路具有高的稳定性和瞬态响应[1]。 　　 　　2传统LDO电源抑制比分析 　　 　　如图1是简单的LDO模型。本文将先对这个模型进行分析,然后在此基础上进行设计。首先对公式中出现的参数进行介绍:Av是LDO的开环增益,β是反馈系数,Zo是输出到地的等效电阻,Zo-reg是反馈环路的输出电阻, Ro-passs是Mp的输出阻抗。由图1可以得到: 　　 根据《CMOS模拟集成电路设计》中所提出PSRR的计算方法,如图2所示的简单等效模型,PSRR[2]可以写为: 　　由式(3),对以下??况分析: 　　DC及低频时的PSRR:在低频时环路增益很大,因此可以不必考虑Zo,可以得到式(4): 　　中频时的PSRR:从误差放大器主极点开始到LDO环路增益下降到1(即到单位增益频率)这段中频范围内,可由Av-ac(Av-ac是电路的交流小信号增益)代替Av: 　　 由式(5)可以看出PSRR会在第一个极点开始下降并且会一直下降,直到单位增益频率(UGF)。原因在于环路输出电阻随频率的增大而减小。 　　高频时的PSRR:ZCo在高频时开始小于RL,PSRR可写为式(6): 　　 当频率更高时:ZCo可认为AC短路及Co很小,可以得到式(7): 　　 从上面的典型LDO分压模型来描述LDO的PSRR,可以知道LDO环路响应主极点后PSRR开始下降,随后PSRR由环路增益、单位增益频率、输出极点以及寄生电阻(ESR)零点决定。PSRR的带宽是以牺牲直流PSRR为代价的,但可以通过采用两级放大器以得到高增益和理想的带宽。下面将对实际电路增益的频率响应进行分析,以达到高的PSRR和带宽。 　　 　　3改进型LDO电路设计 　　 误差放大器设计的难点是频率补偿。一般的误差放大器都是多极点结构,为了使系统稳定,并提供快速的环路响应,必须对电路进行频率补偿。传统的LDO设计是通过用外接电容的串联电阻引入一个零点,来抵消一个极点的办法来达到环