原创 LDO 特性差异分析

2024-1-18 14:01 2130 20 12 分类: 模拟 文集: 电路分析设计

这个机器的供电是将输入的15V通过DC-DC转换为5V,然后再使用LDO转换成3.3VMCU使用。程序中有一段使用MCU上的DAC播放音频的代码,一批产品中有3%的机器在发出声音时有噪声。

使用示波器检查5V输出发现有200mV p-p 频率10Khz的纹波,3.3V输出也叠加了近似的纹波。喇叭杂音的频率恰好也是10KHz。而MCU上的DAC的参考电压使用的是3.3V的供电,导致输出的信号被调制上了杂音。因此认为杂音是因为供电电压不稳定引起。

尝试修改DC-DC的外围器件参数,如改电感值,改补偿电容和电阻均无改善。直到将LDOTI LM1117MPX-3.3替换为一个致远电子的ZL6105A33S2后,3.3V输出纹波消失。喇叭声音正常了。

这个故障的根本原因是DC-DC输出纹波所致。靠近DC-DC的功率电感仔细听,甚至也能听到10Khz的声音。应该与DC-DC的布局和布线不良有关。但更改电路板代价太高,且不见得能一次成功。

另外一个有意思的问题是,致远电子的技术比TI更强吗?分析一下这两个LDO看看差别。

 

LM1117MPX-3.3

ZL6105A33S2

工艺

Bipolar

unipolar

最大输入电压

20V

6.5V

压差

IOUT = 100mA  1.3V

IOUT = 500mA  1.35V

IOUT = 800mA  1.4V

IOUT=500mA    250 mV

IOUT=300mA    150 mV

纹波调节

fRIPPLE = 120HzVIN – VOUT = 3V VRIPPLE = 1VPP  75dB

-

纹波抑制比

-

IOUT=1mA

f=200HZ   53 dB

f=1kHZ    42 db

输入瞬态响应

对比一些与纹波相关的参数,TI这款是全面领先的。但实际使用时为什么会有这么大差异?
对于纹波的抑制,在超过10KHZ时,在这个设计中,1117几乎是失效的。主要原因在于压差。Vin - Vo 理论上只有1.7V,而1117正常工作需要1.2V左右的压差。因压差小,导致纹波抑制性能下降。6105的工作压差是0.2~0.3V纹波抑制有效。

作者: southcreek, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-408807.html

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文章评论4条评论)

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56965439_243296558 2024-3-5 14:15

zm_mei_423589256: c15放的位置也很刁钻
C15放置的位置确实有影响

luckyzy2000 2024-3-4 15:41

有点不同意见,压差的确会影响PSRR,但从规格书来看,即使压差较低,1117的PSRR也不低。个人觉得不是这个原因造成的,怀疑可能是外部匹配电容造成的。。。。

zm_mei_423589256 2024-3-1 11:40

c15放的位置也很刁钻

开发工匠 2024-1-25 10:30

写的好,参考和学习了
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southcreek 2024-12-04 16:32
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