添加RC降噪网络，改善可调节输出的LDO噪声、电源抑制和瞬态性能-电路图讲解-电子技术

利用RC网络降低可调节LDO输出噪声 低压差稳压器 (LDO)可用来为高速时钟、模数转换器、数模转换器、压控振荡器和锁相环这些电路供电。噪声对于高性能模拟电路的设计人员而言极为重要。降低噪声的关键是保持LDO噪声增益接近单位增益，且不影响交流性能或直流闭环增益。 0; 

 本文描述简单的RC网络如何降低可调节输出低压差稳压器的输出噪声。本文通过实验数据来演示这一简单方法的有效性。虽然RC网络的主要目的是降噪，但它也能改善电源抑制和负载瞬态响应。   图1显示典型可调节输出LDO的简化框图。输出电压VOUT等于基准电压与误差放大器直流闭环增益的乘积：VOUT= VR× (1 + R1/R2)，其中(1 +R1/R2)是误差放大器的直流闭环增益。   误差放大器噪声VN和基准电压噪声VRN放大相同的倍数，使输出噪声与设定的输出电压成比例增加。这使得输出电压上的噪声比参考电压高但小于2倍，输出噪声适度增加但在敏感应用中哪怕这种适度增加都有可能无法接受。    

 图1. 显示内部噪声源的可调节LDO简化框图  

LDO噪声 LDO的主要噪声源是内部基准电压和误差放大器。当今的器件工作时内部偏置电流为几百nA或更低，可实现高达15μA的静态电流。这些小电流需要使用高达1 GΩ的偏置电阻，使得误差放大器和基准电压电路相比分立式部署更为噪杂。典型LDO采用电阻分压器设置输出电压，因此噪声增益等于交流闭环增益，其结果与直流闭环增益相同。  

  降低LDO噪声 两种降低LDO噪声的主要方法是过滤基准电压，以及降低误差放大器的噪声增益。某些LDO可采用外部电容过滤基准电压。事实上，许多所谓的超低噪声LDO都需要使用外部降噪电容来实现其低噪声性能。这项技术的缺点是误差放大器噪声和任何残留的基准电压噪声依然会通过交流闭环增益放大。这使得噪声与输出电压成正比。   降低误差放大器的噪声增益可使LDO的输出噪声不随输出电压上升而大幅增加。

不幸的是，这对于固定输出LDO而言是不可行的，因为反馈节点不易获得。然而幸运的是，该节点在可调节输出LDO中容易获得。   图2显示的是一个可调节输出LDO，其中R1和R2设置输出电压。由R3和C1构成的网络可降低误差放大器的交流增益。为确保具有低相位裕量（或者非单位增益稳定）LDO的稳定性，选择R3将放大器的高频增益设为1.1左右。如需降低1/f区的噪声，则需选择C1将低频零点设为10 Hz以下。

 图2. 降低可调节输出LDO噪声增益的简单RC网络   图3将交流闭环增益（其降噪网络经过适当设计）与开环增益以及未经过修改的闭环增益进行比较。采用降噪网络后，在大部分带宽中交流增益接近单位增益，因此基准电压噪声和误差放大器噪声放大的程度较低。

 图3. LDO环路增益与频率的关系（带降噪网络）   图4显示降噪网络对ADP125 LDO噪声谱密度的影响。该曲线比较了使用和不使用降噪网络时，4 V电压下的噪声谱密度，以及单位增益下的噪声谱密度。   可看到在20 Hz至2 kHz范围内，噪声性能得到了极大的改善。在R1和C1组成的零点之上，采用降噪网络的噪声特性与单位增益时基本相同。噪声谱密度曲线在20 kHz以上融合，这是因为误差放大器的闭环增益与开环增益相交，无法进一步降低噪声增益。  

图4. 可调节输出LDO ADP125的噪声谱密度  

电源抑制 此频率范围内的电源抑制比(PSRR)同样得到了改善。PSRR衡量电路抑制电源输入端出现的外来信号(噪声和纹波)，使这些干扰信号不至于破坏电路输出的能力。PSRR定义为：PSRR = VEIN/VEOUT。这还可以用dB表示：PSR = 20 × log(VEIN/VEOUT)，其中VEIN和VEOUT为出现在输入端和输出端的外来信号。                                          

-电子元器件采购网（www、oneyac、com）是本土元器件目录分销商，采用“小批量、现货、样品”销售模式，致力于满足客户多型号、高质量、快速交付的采购需求。自建高效智能仓储，拥有自营库存超50,000种，提供一站式正品现货采购、个性化解决方案、选项替代等多元化服务。 （本文来源网络整理，目的是传播有用的信息和知识，如有侵权，可联系管理员删除）

锂电池基础 锂电池是可充电电池，一般的锂电池充满电是4.2V也有其它电压的电池。锂电池容量是xxxmAh ，比如1000mAh ，即1000mA的供电电流可以用1小时。500mA供电能用2小时。依此类推。 

  锂电池的寿命和充电方式 是指完全充满放光的次数限制。 充电方式：快充，慢充，涓流充电，恒流充电等。    

锂电池电路设计的注意问题： 锂电池过充，过放电都会影响电池的寿命。   注意锂电池的充电电压，充电电流。然后选取合适的充电芯片。   注意要防止锂电池的过充，过放，短路保护等问题。   设计过后要经过大量的测试。

锂电池充电电路的设计 这里选择了芯片TP4056为例子。根据所接电阻不同可以控制充电最大电流。可以设计充电指示灯，可以设计充电温度即多少到多少度之间进行充电。

 充电保护电路，选择芯片DW01 和GTT8205的组合，可以做到短路保护，过充过放电的保护。     

 该电路主要由锂电池保护专用集成电路DW01，充、放电控制MOSFET1(内含两只N沟道MOSFET)等部分组成，单体锂电池接在B+和B-之间，电池组从P+和P-输出电压。充电时，充电器输出电压接在P+和P-之间，电流从P+到单体电池的B+和B-，再经过充电控制MOSFET到P-。

在充电过程中，当单体电池的电压超过4.35V时，专用集成电路DW01的OC脚输出信号使充电控制MOSFET关断，锂电池立即停止充电，从而防止锂电池因过充电而损坏。放电过程中，当单体电池的电压降到2.30V时，DW01的OD脚输出信号使放电控制MOSFET关断，锂电池立即停止放电，从而防止锂电池因过放电而损坏，DW01的CS脚为电流检测脚，输出短路时，充放电控制MOSFET的导通压降剧增，CS脚电压迅速升高，DW01输出信号使充放电控制MOSFET迅速关断，从而实现过电流或短路保护。                                          

-电子元器件采购网（www、oneyac、com）是本土元器件目录分销商，采用“小批量、现货、样品”销售模式，致力于满足客户多型号、高质量、快速交付的采购需求。自建高效智能仓储，拥有自营库存超50,000种，提供一站式正品现货采购、个性化解决方案、选项替代等多元化服务。 （本文来源网络整理，目的是传播有用的信息和知识，如有侵权，可联系管理员删除）