DCDC能不能直接給MCU供電？

發(fā)布時間：2023-04-18作者來源：薩科微瀏覽：3188

DCDC+LDO到底解決了啥？

DCDC和LDO的優(yōu)劣勢網(wǎng)上有很多資料不再贅述，DCDC+LDO這種結(jié)構(gòu)[敏感詞]的優(yōu)勢有兩個：

保護(hù)后級
低頻噪聲濾波

大部分DCDC在損毀如輸入電壓超限后輸入和輸出是短路的，直接接后級會造成整板損毀，損失較大，但LDO損毀后一般都是斷路狀態(tài)，這時候就能很好的保護(hù)后級降低損失。另外LOD對于低頻噪聲有很好的抑制作用。

LDO的PSRR

簡單地說，PSRR衡量電路抑制電源輸入端出現(xiàn)的外來信號（噪聲和紋波），使這些干擾信號不至于破壞電路輸出的性能。PSRR定義為：

PSRR=20×log(VEIN/VEOUT)

其中，VEIN和VEOUTT分別是輸入端和輸出端出現(xiàn)的外來信號。對于ADC、DAC和放大器等電路，PSRR適用于為內(nèi)部電路供電的輸入端。對于LDO，輸入電源引腳為內(nèi)部電路供電的同時也為輸出電壓供電。PSRR具有與直流輸入電壓調(diào)整率相同的關(guān)系，但包括整個頻譜。

100kHz至1MHz范圍內(nèi)的電源抑制非常重要，因為LDO經(jīng)常跟高效的開關(guān)電源配合使用來為敏感的模擬電路供電。LDO的控制環(huán)路往往是確定電源抑制性能的主要因素。同時大容量、低ESR的電容也對電源抑制性能非常有用，特別是在頻率超過控制環(huán)路增益帶寬的情況下。

PSRR不是通過單一值來定義，因為它與頻率相關(guān)。LDO由基準(zhǔn)電壓源、誤差放大器，以及MOSFET或雙極性晶體管等功率調(diào)整元件組成。誤差放大器提供直流增益以便調(diào)節(jié)輸出電壓。誤差放大器的交流增益特性在很大程度上決定了PSRR。典型LDO在10Hz時可具有高達(dá)80dB的PSRR，但在數(shù)十kHz時則可降至僅20dB。圖10顯示了誤差放大器的增益帶寬和PSRR之間的關(guān)系。這是一個簡化的示例，圖中忽略了輸出電容和調(diào)整元件的寄生效應(yīng)。PSRR為開環(huán)增益的倒數(shù)，直到3kHz時增益開始下降為止。然后，PSRR以20dB/十倍頻程的速率降低，直到3MHz時達(dá)到0dB。

簡單的說，LDO對10k以下的噪聲有很好的抑制，同時電流越大，抑制效果越差。

DCDC的動態(tài)響應(yīng)

動態(tài)響應(yīng)是指負(fù)載的動態(tài)響應(yīng)或者說負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)Load Transient。

負(fù)載的動態(tài)響應(yīng)是指負(fù)載電流突變時，輸出電壓是否能盡快穩(wěn)定下來，動態(tài)響應(yīng)考察的是輸出電壓VOUT和負(fù)載電流IL的關(guān)系。

負(fù)載突變的原因有很多，比如無線模組開機的瞬間或者發(fā)送數(shù)據(jù)的瞬間會有較大電流的變化，DCDC的動態(tài)響應(yīng)考驗的是當(dāng)負(fù)載有突變的時候輸出的電壓會不會跌落到啟動電壓以下造成系統(tǒng)重啟。如何優(yōu)化電路的動態(tài)響應(yīng)呢？

輸出端增加低ESR的大容量電容，當(dāng)瞬間需要大電流的時候由電容提供一部分能量從而降低DCDC的壓力。

輸出濾波電容的等效電阻ESR對過充電壓和跌落電壓影響較大。因為，負(fù)載變化瞬間，電容快速充放電。ESR上產(chǎn)生的壓降不可避免。目前工藝，固態(tài)電容具有較低的ESR，可有效減小尖峰電壓。

反饋電路增加前饋電容，從環(huán)路的角度講，并入一個電容，就是引入了一個零點和極點，其中零點低于極點。這樣會讓相位更平滑，當(dāng)然帶寬也會相應(yīng)變寬。比較兩種圖形不難發(fā)現(xiàn)，兩種反饋結(jié)構(gòu)在低頻段具有一致的響應(yīng)曲線；在中高頻區(qū)域，C1的通路阻抗降低使得輸出的電源擾動降到[敏感詞]，有效的提供了更高的增益和相位。為了更多的抑制瞬態(tài)紋波，可以增大前饋電容的大小。對于運行中的DCDC電源轉(zhuǎn)換器來說，增益及相位的增加促使轉(zhuǎn)換器對瞬變負(fù)載產(chǎn)生更快的響應(yīng)。