開關電源(DC-DC)與LDO電源的區別---紋波
發布時間：2021-06-15 責任編輯：lina
【導讀】上篇文章《開關電源(DC-DC)與LDO電源的區別---效率》講完了開關電源和LDO電源效率的比較，顯然是開關電源占了上風，它普遍維持在85%以上的效率而且加上之前說的輸出電壓可升可降的屬性，看上去LDO電源已經不是它的對手。但是實際上並非如此，至少我們看到PCB設計中還是很多用到LDO電源的，說明它肯定有自身的優勢。其中，它最大的一個優勢很多網友也提到了，就是紋波小。本文就展開講講它們紋波的情況。
上篇文章《開關電源(DC-DC)與LDO電源的區別---效率》講完了開關電源和LDO電源效率的比較，顯然是開關電源占了上風，它普遍維持在85%以上的效率而且加上之前說的輸出電壓可升可降的屬性，看上去LDO電源已經不是它的對手。但是實際上並非如此，至少我們看到PCB設計中還是很多用到LDO電源的，說明它肯定有自身的優勢。其中，它最大的一個優勢很多網友也提到了，就是紋波小。本文就展開講講它們紋波的情況。
紋波小是我們通常的說法，其實衡量電源，尤其是LDO電源紋波有一個很正經的技術指標，叫做電源抑製比（PSRR），用輸入電源變化量與轉換器輸出變化量的比值來表征，通常以分貝為單位，如下圖：它描述的是在很寬的頻域範圍內的PSRR（如下文公式）需要滿足對應芯片手冊要求的參數，對應的PSRR的dB值越高，表明該電源的抗幹擾能力越強。
PSRR=20*log（Vin_ripple/Vout_ripple）
PSRR=20*log（Vin_ripple/Vout_ripple）
我們繼續以LM2941（LDO電源）和TPS5430（開關電源）進行紋波的仿真，為了簡單說明問題，這裏我們隻分別輸入一個時域上100K周期的電源噪聲，峰峰值為1V的噪聲，LM2941電路如下所示：
此時理想情況下5V的輸出變成了以下的結果：這時輸出電壓的紋波為500uA。
根據上麵的PSRR的公式我們可以計算出電源抑製比。
PSRR=20*log（1V/500uA）=66dB。
查閱該電源芯片的文檔，得到該指標如下：在100K處的PSRR滿足要求。
而我們的開關電源紋波情況又是如何呢？以TPS5430進行仿真，結果如下：
PSRR=20*log（1V/13mV）=37dB。可見兩者的差距還是比較大的。開關電源的紋波狀況的確比較惡劣。
（來源：一博自媒體，作者：黃剛）
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