快速判斷LDO VOUT的變化方向

我們知道，在LDO或者開(kāi)關(guān)變換器里，VIN（輸入電壓）以及i（負(fù)載電流）的突變會(huì)引起VOUT（輸出電壓）的瞬態(tài)變化，引起overshoot（過(guò)沖）或undershoot（下沖）的現(xiàn)象。當(dāng)然，這和電路本身的帶寬有關(guān)。這里僅以L(fǎng)DO為例，快速判斷VOUT的變化方向。

下圖是負(fù)載電流i變化時(shí)VOUT的變化情況：

負(fù)載電流從輕載到重載的變化會(huì)引起VOUT的下沖，且最終穩(wěn)定值VOUT1小于初始值，根據(jù)差值可以算出負(fù)載調(diào)整率；當(dāng)電流從重載到輕載變化時(shí)，VOUT的變化剛好相反。下面將以典型的LDO結(jié)構(gòu)為例，進(jìn)行定性分析（不含推導(dǎo)）。

LDO基本結(jié)構(gòu)如圖：

這里僅考慮了負(fù)載電容的等效串聯(lián)電阻（ESR），且假定在穩(wěn)定工作時(shí)負(fù)載電容VC等于VOUT，即RESR上沒(méi)有電流流過(guò)。當(dāng)負(fù)載變?yōu)橹剌d時(shí)，負(fù)載會(huì)抽取更大的電流，如下圖所示：

由于反饋環(huán)路帶寬有限，即響應(yīng)需要時(shí)間，則功率管MP提供的電流保持不變，那么對(duì)于突然上升的電流需求，只有通過(guò)電容CL提供，則此時(shí)RESR有電流流過(guò)，并產(chǎn)生壓降，則VOUT將小于VC而產(chǎn)生下沖（下沖大致分為兩部分，電阻壓降是一部分，另一部分是電容CL本身的放電也會(huì)導(dǎo)致VC下降，從而使VOUT進(jìn)一步下降）。并且在最終穩(wěn)定后，由于功率管MP流過(guò)更多的電流，在源漏兩端的壓降也更大，因此VOUT1小于VOUT。

同理，當(dāng)負(fù)載由重載變化輕載時(shí)，LDO電流流向如下圖所示：

此時(shí)負(fù)載對(duì)電流的需求下降，由于MP的電流在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)因?yàn)榉答佔(zhàn)饔枚陆?，因此提供的電流依舊很大，則多余的電流會(huì)流入CL，此時(shí)的VOUT等于VC加上電阻上的壓降，因此產(chǎn)生電壓過(guò)沖（也是分為兩部分，電阻壓降以及因?yàn)槌潆姸粩嗌仙腣C）。穩(wěn)定后，由于MP上壓降減小，因此VOUT2大于VOUT。

而對(duì)于輸入電壓VIN的變化引起VOUT的變化，情況類(lèi)似，如下圖所示：

如圖，VIN上升會(huì)讓MP上的電流變大，因?yàn)榇藭r(shí)有更大的VGS，由于負(fù)載電流不變，那么多余的電流需要流入CL，因此這種情況可以等效為負(fù)載電流降低，因此VOUT會(huì)過(guò)沖。同理，VIN下降等效于負(fù)載由輕載變?yōu)橹剌d。如下圖所示：

以上方法只是簡(jiǎn)單地對(duì)VOUT的變化方向進(jìn)行判斷，而對(duì)于具體的情況還是需要嚴(yán)格地?cái)?shù)學(xué)推導(dǎo)。