关于LDO在上电时电压过冲问题的原因分析

最新推荐文章于 2025-06-06 22:51:40 发布

NeverImagine_

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分类专栏：学习笔记硬件篇文章标签：硬件 LDO电压过冲 LDO 线性电源

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前文介绍了LDO的原理，其内部是一个负反馈调节电路，当遇到电压高于设定值进行降压以及低于设定值进行电压补偿以达到稳压目的，但是有些品牌的LDO在上电时会出现一个短时间的电压过冲，如图1所示。
在这里插入图片描述
图1 某品牌LDO上电瞬间电压过冲（波形放大后实拍）
图为示波器设置为上升沿触发模式下，上电抓取的波形，每格500mV，经反复测量上电瞬间电压过冲到3.8V左右，大部分单片机的工作电压最大值为3.6V，虽偶尔短时间过压不会造成问题（芯片内部有一定的过压保护），但是在大批量出货或者开关次数多的情况下，将会成一个严重的品质隐患，所以在设计时应该竭力避免这种情况。

一、电压过冲原因

在实际应用中，LDO的等效电路应如图2所示。
在这里插入图片描述
图2 实际应用中的等效电路（黄色框为LDO内部原理）
R_PCB为印制电路板上导线的电阻，一般很小很小，可忽略不计，电压过冲的关键因素在于ESR_OUT，即输出端电容的管脚寄生电阻（ESR）。上电瞬间电容视为短路，即C_out两端电压为0，若ESR过小，则V_OUT端瞬时电压也被拉低至0V，这时LDO内部负反馈电路会有一个大幅度的电压补偿，V_OUT瞬间升高，此时V_DS（mos管漏源电压）很小
V_OUT = V_IN - V_DS
但是电容C_OUT充电时间很短，充满电之后，V_OUT变为3.3V，而这时由于反馈回路需要响应时间，MOS管来不及调节，即V_DS还未增大，则会引起电压过冲，出现短时间大于3.3V的情况。