为什么LDO在上电时会出现一个短时间的电压过冲?
一、过冲现象的核心原因
LDO的核心是负反馈调节电路,当遇到电压高于设定值进行降压,低于设定值进行电压补偿以达到稳压目的。
我们来通过实际应用中LDO的等效电路分析:
输出端电容(C_OUT)上电瞬间电容视为短路(两端电压为 0V)。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,使V_OUT瞬间升高,此时V_DS(mos管漏源电压)很小,因为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 管无法及时增大 V_DS 进行调节,导致 V_OUT 在补偿惯性下继续升高,形成短时过冲(超过 3.3V)。
二、解决方法
传统 “加大输出电容” 的方案存在缺陷:虽能延长充电时间,但充电完成后易引发电压抖动,但并非最优解。
我们可以适当提高输出电容的 ESR
通过串联小电阻(如 2.7Ω)增加 ESR_OUT,避免上电瞬间 V_OUT 被过度拉低,减少负反馈电路的补偿幅度,从源头缓解过冲。
也可以优化选型
部分品牌的 LDO 因设计未覆盖极端工况,过冲问题较普遍。建议选型时通过实测验证,优先选择针对瞬态响应优化的型号,避免因过冲损坏后端敏感元器件(如芯片、传感器等)。
总结
LDO 上电过冲的本质是ESR 过小导致的反馈调节失衡,通过合理调整输出电容的 ESR 或选择适配型号,可有效解决这一问题,保障电路在瞬态和稳态下的稳定性。