JAJA798 October 2024 TLV702 , TLV703 , TLV755P , TPS74401 , TPS7A13 , TPS7A14 , TPS7A20 , TPS7A21 , TPS7A49 , TPS7A52 , TPS7A53 , TPS7A53B , TPS7A54 , TPS7A57 , TPS7A74 , TPS7A83A , TPS7A84A , TPS7A85A , TPS7A91 , TPS7A92 , TPS7A94 , TPS7A96 , TPS7H1111-SP

2 何が LDO 立ち上がり時間に影響を及ぼすか？

リニアレギュレータのリファレンスとして、高精度電圧源 (図 2-1) または高精度電流源 (図 2-2) のどちらかを使用できます。リニアレギュレータのターンオン時間は、リファレンスのターンオン時間、または帰還ループの R_TOP および C_FF によって形成される RC 時定数のいずれかの影響を受けます。通常、リファレンス電圧は非常に迅速にターンオンしますが、最新の LDO レギュレータでは、ローパスノイズ低減 (NR) 抵抗とコンデンサでリファレンス電圧をフィルタすることもできます。

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図 2-1 高精度電圧リファレンス

図 2-2 高精度電流リファレンス

R_TOP 抵抗両端の電圧は、V_REF および R_TOP の RC 時定数の両方に応じて上昇します。式 2 は NR/SS 時定数を表し、式 3 は FF 時定数を表します。

式 2.

τ_{N R / S S} = R_{N R / S S} \times C_{N R / S S}

式 3.

τ_{F F} = R_{T O P} \times C_{F F}

ターンオン期間中、VOUT ピンの電圧は、式 4 に示すように、R_BOTTOM 抵抗両端の電圧 (すなわち V_FB) および R_TOP 抵抗両端の電圧 (すなわち V_TOP) の合計になります。

式 4.

V_{O U T} (t) = V_{T O P} (t) + V_{F B} (t)

ターンオン期間中、リファレンス電圧は、かなり長い $τ$ _NR/SS 時定数で、理想的なステップ関数を近似するのに十分な速度で上昇します。LDO レギュレータのリファレンス電圧が高精度電圧源の場合、式 5 が V_FB(t) を表しますが、高精度電流源の場合は、代わりに式 6 を使用します。

式 5.

V_{F B} (t) = V_{R E F} \times (1 - e^{- \frac{t}{τ_{N R / S S}}})

式 6.

V_{F B} (t) = I_{N R / S S} \times R_{N R / S S} \times (1 - e^{- \frac{t}{τ_{N R / S S}}})

上側の設定点抵抗の両端の電圧は、V_FB(t) が必ずしもステップ関数であるとは限らないので、計算はより複雑です。ここで、 $τ$ _NR/SS および $τ$ _FF が同程度の値である場合、どちらの時定数もターンオンの計算では支配的ではありません。ラプラス変換と部分分数展開 [1]-[2] を使用して、式 7 に示すように V_TOP(t) を導出します。

式 7.

V_{T O P} (t) = V_{R E F} \times \frac{R_{T O P}}{R_{B O T T O M}} \times (1 - \frac{τ_{N R / S S}}{τ_{N R / S S} - τ_{F F}} \times e^{\frac{- t}{τ_{N R / S S}}} - \frac{τ_{F F}}{τ_{F F} - τ_{N R / S S}} {\times e}^{\frac{- t}{τ_{F F}}})