Auswahl des LDO-Ausgangskondensators und Überlegungen zum ESR

Auf welche Frequenz bezieht sich dieser Teil auch für seine ESR-Bewertungen?

Und

1) Auf welche Frequenzen beziehen sich die Datenblätter, wenn sie den ESR-Wert bewerten? Regulator 1 und 2 scheinen unterschiedliche Meinungen zu haben. Das Datenblatt von AVX Corp listet alle Tantalkappen ESR bei 100 kHz auf. Ist dies auch die branchenübliche Frequenz für LDO ESR-Bewertungen?

Das Problem mit „niedrigem ESR“ ist ein nebulöser Marketingbegriff. Wenn Sie wirklich daran interessiert sind, herauszufinden, was der ESR für den Kondensator ist, müssen Frequenz und Impedanz für den Kondensator bekannt sein. Normalerweise bedeutet das, das Datenblatt der Kondensatoren zu durchsuchen oder Informationen zur Impedanz des Herstellers anzufordern (auf Anfrage suche ich nach den Informationen auf ihrer Website).

Normalerweise bedeuten sie 10 kHz bis 100 kHz, aber dies kann von LDO zu LDO variieren, es gibt keinen Industriestandard. Es stammt aus der Spannungsregelschleife und variiert von Design zu Design.

Aus gestalterischer Sicht bedeutet dies also, das Datenblatt zu durchsuchen und die Welligkeit und den ESR des verwendeten Kondensators zu finden und sicherzustellen, dass der ESR niedriger als dieser Wert ist. Also würde ich den Kondensator mit dem niedrigsten ESR finden, der auf dem Markt erhältlich ist, und diesen in Ihr Design einbauen. Wie machst du das? Vergleichen Sie einige Kondensatoren und finden Sie denjenigen, der die beste Impedanzkurve oder eine niedrigere Impedanzkurve als die empfohlenen Kondensatoren hat.

Von der ESR-Stabilität und dem LDO-Regler

Ein Kondensator-ESR-Diagramm sieht wie folgt aus, bei einigen Herstellern können Sie diese Werte vergleichen. oder finden Sie sie in Datenblättern, um ein Gefühl für ESR zu bekommen.

2) Ich habe App-Hinweise gelesen, die besagen, keine 0,1-uF-Bypass-Kappen am Ausgang zu verwenden, da sich Pol und Null gegenseitig aufheben und der Regler instabil werden könnte. Aber die meisten Schaltpläne, die ich sehe, haben einen. Liegt das daran, dass der Designer berechnet, was Null und Pol sind, oder wird dies normalerweise irrtümlich gemacht?

Denken Sie daran, dass Instabilität nur dann ein Problem darstellt, wenn Sie transiente Lasten und im interessierenden Frequenzbereich haben. Anstatt sich so viele Gedanken über die ESR zu machen, sollten Sie sich Gedanken über die Welligkeit machen und darüber, unter welchen Bedingungen dies passieren kann. Wenn Sie transiente Lasten haben (insbesondere transiente Lasten von 1 kHz bis 1 MHz, siehe Diagramm oben) und Sie sich Sorgen über die Welligkeit machen, müssen Sie sich um den ESR kümmern. Wenn die Welligkeit kein Problem darstellt, machen Sie sich keine Sorgen.

Die Hersteller versuchen, ihre Welligkeitsspezifikationen zu garantieren, sie wollen nicht, dass Ingenieure ihnen sagen, dass ihre Produkte defekt sind, weil es bei höheren Frequenzen zu viel Welligkeit gibt.

Wenn Sie wirklich wissen wollen, woher der Pol kommt:

Der Pol liegt bei höheren Frequenzen (wie im Diagramm oben gezeigt, was für die meisten Regler giltaber nicht alles). Anders gesagt, das System muss einen ausreichenden Phasenspielraum haben, dh den Betrag der verbleibenden Phasenverschiebung bis 360° Grad, wenn die Verstärkung 0 dB beträgt. Da jeder Pol 90° Phasenverschiebung und 20 dB/Dekade (oder –1) Abfall der Verstärkung beiträgt, muss ein dreipoliges System mit hoher Verstärkung kompensiert werden, um stabil zu sein. Ein Regler ist bedingungslos stabil (dh hat einen ausreichenden Phasenspielraum), wenn die Verstärkungskurve der offenen Schleife bei 20 dB/Dekade abfällt (dh wie ein einpoliges System), bevor sie 0 dB überschreitet. Das gebräuchlichste Kompensationsverfahren besteht darin, eine Null in das System einzufügen, um die Phasenverschiebung und den Abfall eines der Pole aufzuheben. Da ein LDO bereits einen Ausgangskondensator für den normalen Betrieb benötigt, ist die Verwendung des ESR des Ausgangskondensators typischerweise die einfachste und kostengünstigste Methode zur Erzeugung dieser Null.

Auch von der ESR-Stabilität und dem LDO-Regler

3) Da Regler Nr. 2 sagt, dass keine hohen ESR-Obergrenzen verwendet werden sollen, bedeutet dies, dass Regler Nr. 1 und Nr. 2 nicht dieselbe Ausgangsobergrenze verwenden können? Da Nr. 1 einen minimalen ESR erfordern würde, der größer ist als der maximale ESR von Nr. 2? Obwohl 2 keinen ESR-Bereich angibt.

Wenn sie unterschiedliche Arten von Regelkreisen haben, kann es sein, dass Sie ein Problem haben, wenn Sie denselben Kondensator angeben. Machen Sie sich das Leben einfacher, probieren Sie einige LDOs aus, werfen Sie sie auf die betreffende Platine (mit demselben Kondensator) und messen Sie die Restwelligkeit im Betrieb. Verwenden Sie einen Kondensator mit einem angemessen niedrigen ESR