高压LDO 过冲问题！

wxw622486

大家好，我现在在做一个高压LDO ,输入电源电压在8－16V,输出LDO 在5V， 输出电容1UF。 输出驱动电流在200mA.  运放输入使用低压5V 的NMOS.其他管子是高压的20V。
5 P* X; B/ C, m( T; [问题：输入启动的时候 输出电压冲到7V左右，放电到5V要很长的时间。在加入负载200MA 时，输出正常。在驱动电流切换的时候突变电压也很大。请教高手帮忙解决解决！！
我把电路图和仿真结果传上来！！
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以下是 LDO 的相關討論:
7 |2 ]5 A. w3 p# T+ q6 o5 T; \. NLow Drop-Out Voltage Regulators
Rincón-Mora 《Analog IC Design with LDOs》
PMOS Low_Dropout Voltage Regulator Introduction
LCD Driver 設計術語簡介[Chip123月刊資料]
The evolution of voltage regulators with focus on LDO[NS講義]
Design of High-Performance Voltage Regulators
请教有关LDO的问题
LDO DC-DC分壓電阻的疑問(等比例的差異!?)
8 B8 N" B. d+ C0 O, ]2 U6 iLDO测试

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! v1 ]0 P; w- h4 m2 R' O[ 本帖最後由 sjhor 於 2009-5-14 11:40 PM 編輯 ]

wxw622486

基准是1.25V ,主要原因是在VFB 在开始为0 时，输出的电流很大给电容充电时输出电压达到7V ,放电时间很长 ，现在怎么防止过冲？有没有什么好的办法！！急急！！

% X7 w2 K/ b* ~# N* n9 z请高手帮忙！！万分感谢！！

fmgay

R25和C18是为了作相位补偿吗？
6 D6 h$ w0 Q* q# U! P启动时电压上冲是因为上电时power pmos M30处于ON状态，这会使得负载电容充电。
把C18接到电源上应该可以改善上电过程中输出电压的上冲。

gimayon

推 POWER-PMOS 的電流加到 50U 試試
, T8 R* z$ d  h: s6 Z  F我之前碰過這種問題  是這樣解決的

wxw622486

我加大推懂M30 的电流，过冲很小了，但是怎么减少负载驱动在转换时候的突变电压，突然变大，变小，一般在60mV 左右
，我的在200mV,太大了。请指教！！

finster

你這種LDO的架構我沒有見過和用過
所以無法以個人的經驗來提出建議
我純粹以我以前作過LDO的經驗和你的現象給一些個人看法
1 F" |# i, d. G& u# T3 q+ v  i3 M; p一般來說,若要縮短因為current loading的瞬間增加和減少而引起輸出電壓的突波,要從OP的頻率響應著手
" a2 H' @# [9 \7 Z4 I2 e這是因為OP是比較輸出的回授電壓和參考電壓的差值之後,然後將這個差值反映到控制M30
如果OP的頻率響應愈佳,表示OP處理和反應這差值的所需時間會愈短,如此一來,可以在突波上昇到還沒有那麼高時便被控制
除此之外,尚有加大M30的size和加大負載的電容這兩種作法,不過,這兩種作法都是在不更動OP的size和架構下所採用的方式
若要作最根本的解法,需從OP本身的performance著手

fmgay

原帖由 wxw622486 於 2008-10-22 09:58 AM 發表
: L1 u8 R9 W; g我加大推懂M30 的电流，过冲很小了，但是怎么减少负载驱动在转换时候的突变电压，突然变大，变小，一般在60mV 左 ...

. T- n1 p$ w# z. O# Z7 f1 {
减小负载变化时输出波形的过冲可以从两方面入手：
1. 增大OP的GBW；
2. 增大输出电容；（将1uF电容换成10uF的电容；）

jerryhao

input 6-18v output 5v!!!. such LDO really  exist. be intresting ing.

wxw622486

我们是根据客户的要求来做的，负载电容是固定不变的，只有改变OP 的参数，我再看看有没有好的解决办法？？谢谢大家！！！

wxw622486

还想问问几个简单的问题：
1，负载变化的时间一般多大？？比如从0A到200MA , 上升的时间一般多久？？
2，电源的上升时间多久？？LDO 的过冲一般多大？？LDO输出恢复时间多久？？
3.如果需要修改OP 的性能》》GBW 怎么变化？？通过什么方式可以达到？？谢谢！！

wxw622486

如果在输出大的PMOS 管和误差放大器之间加入一个BUFFER 会不会减少OVERSHOOT???很多电路加如BUFFER 的目的是什么？？谢谢！！

fmgay

负载变化的时间依照负载类型的不同而不同，不好一概而论，而且在设计中需要考虑到最坏的情况，在仿真中用理想开关比较好一点。
一般电源的上电时间在ms级，ldo的过冲一般在100mV左右，输出的恢复时间和你ldo环路的GBW直接相关，GBW越大，恢复时间越短
7 t) P! f9 D' k- j* C增加OP的工作电流可以增大GBW，
另外，也可以采用transient-enhance technique(Slew rate enhancement technique)来改善瞬态响应的性能

fmgay

以下几篇paper供你参考，希望对你有用！

fmgay

加buffer是为了环路的稳定性。应为OP的输出阻抗较大，它和pass device形成一个低频极点，另外，输出负载电阻电容也形成一个低频极点，这样就有两个低频极点造成环路不稳定。
加buffer可以将OP的输出极点移动高频，同时也是引入buffer输出和pass device产生的一个极点。
只有保证输出极点为足够低时才能保证环路的稳定性。

wxw622486

谢谢大家的帮忙，我回去好好学习学习！！

; l+ S" q: p2 w* _万分感谢！！

semico_ljj

原帖由 fmgay 於 2008-10-23 11:12 AM 發表
- H1 P3 F/ |4 B5 V+ }尼峖角@个低频极点，这样就有两个低频极点造成环路不稳定。
/ `) I/ H6 p# t% @# |3 m布O引入buffer输出和pass device产生的一个极点。
5 N" s/ x8 d5 j只有保 ...

# ^) H. E% l2 D7 b- U$ \我觉得这幅图里好像就有类似buffer的了？M78和M115就起到了降低输出电阻的作用！

alab307

M78/M115是common source stage, 是提供gain, 並非buffer
' V$ I- Q2 y; ~
8 i# D8 ~. j$ a1. 這個東西的前面部分就是一個current-mirror amplifier  
    加一個輸出PMOS
2. 加大輸出電容可以防止over-shoot
: I, Y2 O6 e" l0 B3. 應該如fmgay說的R25和C18可以對Power, PSRR也會好些
8 U3 f; S: J9 m& [! R3 K4. 可以並一個電容在Rfb, 就是電路圖的R15
# P* O2 j- h" q4 a2 @& v1 x5. 加限流電路, 降低over-shoot
! r/ i! A, k) ~* c# V: R6 P6. 加軟啟動電路

fmgay

原帖由 semico_ljj 於 2008-10-27 05:38 PM 發表
& q% N& r, }7 O5 s
我觉得这幅图里好像就有类似buffer的了？M78和M115就起到了降低输出电阻的作用！

M78和M15的输出阻抗很大的，不是做buffer用的。如楼上版主所说，是起放大作用的。

jevil

学写了，我们正在做的LDO也有个过冲问题，想办法中，试试各位说的方法，^_^。

semico_ljj

好像确是一个current-mirror amplifier，但是电流比例是1：1，比如M14/M115 ，M81/M78，这样有什么好处，其实并没有提供实质的增益啊！