Düşük Bırakmalı (LDO) Düzenleyicinin İdeali ve Gerçeği
Kararsız veya değişken bir güç kaynağından kararlı bir besleme voltajı elde etmek isteyen uygulamalarda voltaj regülatörleri gereklidir. Bu tür güç kaynakları, kademeli olarak boşalmış pilleri veya düzeltilmiş AC voltajını içerir. RF alıcı-vericileri, Wi-Fi modülleri ve optik görüntü sensörleri dahil anahtarlama düzenleyicileri tarafından üretilen gürültüye veya artık AC dalgalanmasına duyarlı uygulamalar için, tüm sistemdeki hataları ve hataları en aza indirmek için doğrusal düzenleyiciler kullanılabilir. .
Güç kaynağının girişi ve çıkışı arasında düşük bir bırakma voltajı sağlayabilen doğrusal regülatörlere genellikle düşük bırakma (LDO) regülatörleri denir. Temel özelliği, çıkış akımı, giriş voltajı, termal sapma veya çalışma ömrü (yaşlanma) nasıl değişirse değişsin, sabit bir çıkış voltajını koruyabilmesidir. Bunlar ideal koşullar, ancak gerçek dünyadaki durum biraz farklı. LDO çıkış voltajı mutlak kararlı olmadığından, esas olarak aşağıdaki işletim işlevlerini etkileyecektir:
a) Sınırlı kontrol döngüsü hızı nedeniyle, yük akımındaki hızlı değişiklikler, çıkış voltajında değişikliklere neden olur. Bazen dahili düzenleme döngüsü, akımdaki hızlı değişikliklere tepki veremez (zaman gecikmesinden dolayı), bu da genellikle onlarca milivolt (mV) civarında olan düşük / aşırı atış ile sonuçlanır.
b) Giriş voltajının hızlı değişimi (genellikle DC-DC dönüştürücünün çıkış voltajı dalgalanmasından kaynaklanır) kontrol döngüsü tarafından tamamen filtrelenemez, bu nedenle giriş voltajındaki değişiklik, çıkış voltajına bir dereceye kadar yansıtılır.Bu parametreye denir. Güç kaynağı reddetme oranı (PSRR) ve genellikle frekansa bağlı bir parametredir. Bazı üreticinin ticari markaları, PSRR'yi negatif sayılar ve bazıları da pozitif sayılar olarak gösterir. Genel olarak konuşursak, PSRR'nin mutlak değeri ne kadar yüksekse, girişten çıkışa iletim parazit sinyali o kadar az olur. Normalde, parazitli giriş voltajı, mV veya daha düşük birim seviyesinde çıkış terminaline iletilecektir. Benzer şekilde, LDO çıkışında giriş voltajında hızlı değişiklikler (yani, "hat geçici yanıtı") meydana gelebilir.
c) Yarı iletken yapının kendisi, esas olarak serbest atomların temel malzemenin kristal yapısı ile çarpışmasından kaynaklanan doğal gürültü üretir. İçsel gürültü, yarı iletkenlerde akım iletimi ilkesiyle ilgili fiziksel bir fenomen olduğundan, bazı tekniklerle bastırılabilir, ancak tamamen ortadan kaldırılması imkansızdır. Modern LDO'ların çıkış gürültüsü yüzlerce mikrovolta (uV) veya daha azına ulaşabilir, ancak en iyi LDO'lar tarafından üretilen gürültü mikrovolt (uV) birimlerine ulaşabilir.
d) Diğer etkiler arasında, giriş voltajında yavaş bir değişiklik ve bunun hat regülasyonu üzerindeki etkisi, yük akımında yavaş bir değişiklik ve bunun yük regülasyonu, termal iletkenlik ve uzun vadeli stabilite üzerindeki etkisi yer alır.
Gerçek dünyada, çıkış voltajının kararlılığını ve doğruluğunu elde etmek için tüm bu etkiler ve etkileri kapsamlı bir şekilde düşünülmelidir. Bu nedenle, yukarıdaki durumun belirli bir uygulama ile ilgili olabileceğini dikkatlice değerlendirmek gerekir. Örneğin, en iyi görüntü kalitesini gerektiren kamera uygulamaları için, LDO'nun yük akımındaki değişikliklere dinamik tepkisi en önemlisidir. Gürültü değeri 100 uVrms'den düşük olduğunda ve PSRR değeri normal olduğunda (50 dB'nin üzerinde), görüntü kalitesi üzerindeki etki ihmal edilebilir düzeydedir.
