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。
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！！


% y+ D6 r) Q% e+ A8 _


以下是 LDO 的相關討論:
' F% B$ b2 `6 z1 y2 `' bLow Drop-Out Voltage Regulators
Rincón-Mora 《Analog IC Design with LDOs》
4 B: L* v. B; l  SPMOS Low_Dropout Voltage Regulator Introduction
& f0 v6 i  H6 }/ ?/ `1 KLCD Driver 設計術語簡介[Chip123月刊資料]
! R5 d& N0 q0 ^7 F5 G$ @) X& K3 JThe evolution of voltage regulators with focus on LDO[NS講義]
4 }* m' U, l$ @6 LDesign of High-Performance Voltage Regulators
请教有关LDO的问题
4 P( o$ V9 H' b2 i; oLDO DC-DC分壓電阻的疑問(等比例的差異!?)
8 j& r( K' O: [LDO测试


( w: P# n2 \7 m4 P1 s
[ 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！！
: I/ r4 x+ Q1 }: ~2 ~2 e7 ?
请高手帮忙！！万分感谢！！

fmgay

R25和C18是为了作相位补偿吗？
6 e  N& V/ J6 V8 t$ U- n! k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。
4 G6 Z5 n; y) N6 M1 O: |% Q- ^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
3 s: H  y6 C4 G; L( Q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
. _4 \: J/ c5 ?! o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
" {) }9 B7 C; ?& R9 R+ ?& G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
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
/ b$ I; A  u1 J9 Z& N2 d0 P$ d; L+ C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
' K! ^+ m8 A, N! o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
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 ...

减小负载变化时输出波形的过冲可以从两方面入手：
) X0 K+ j7 }& J7 a2 E# D/ i9 e1. 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：
3 ]5 h5 @& {  W( T: x. M1，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？？
* B1 m, [( \# I0 p- L: N2，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？？
  T6 p) D7 Q  T3.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。
5 d+ J8 p5 R% ~+ T, k' T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
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。
0 r4 ?) l8 J$ X# ?. L+ g& ]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！！
) {# m/ _- |7 G' J0 i4 g) h
- X! I8 [* F. I; H万分感谢！！

semico_ljj

原帖由 fmgay 於 2008-10-23 11:12 AM 發表
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。
布O引入buffer输出和pass device产生的一个极点。
  ?9 S8 o3 \) U只有保 ...

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

1. 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
1 D& `, H8 O7 L1 g( T7 C3. 應該如fmgay說的R25和C18可以對Power, PSRR也會好些
4. 可以並一個電容在Rfb, 就是電路圖的R15
( S/ Q1 q% G$ n$ [$ v5. 加限流電路, 降低over-shoot
+ E0 a  O/ [) o8 a6. 加軟啟動電路

fmgay

原帖由 semico_ljj 於 2008-10-27 05:38 PM 發表

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！