LDO瞬态仿真输出电压过高

youngabin

小弟最近在对LDO（带1uF片外电容）进行负载瞬态响应仿真时发现
一开始稳定在轻载时，LDO输出（正常6V）过高，直到经过一次负载在1us到满载的阶跃，才恢复正常，然后负载回到轻载时，输出仍然正常

M1电流在前面有一段等于C电流的是给电容充电，但是不明白为啥会充到这么高
想请教各位，这个一开始轻载时输出为什么会高于正常这么多（约6.67V）
图中曲线从上到下依次是：Iload，M1电流，R1电流，C电流，6V输出

sanjiexierduo

功率管面积是很大吧？如果漏电比较大，轻载时输出会偏高吧，加大length试一下呢

youngabin

   

sanjiexierduo 发表于 2023-9-28 12:01
功率管面积是很大吧？如果漏电比较大，轻载时输出会偏高吧，加大length试一下呢 ...

我继续仿真了，前面运放到功率管部分
曲线从上到下依次是：运放第一级输出电压；运放第二级输出（功率管栅极）电压；VFB反馈电压（基准1.2V）

我发现本来VFB到1.2V左右反馈应该让电压稳定，也就是关闭功率管不给电容继续充电才对，这里确实有这个趋势，但是太慢了
从66usVFB为1.2V直到72us大概花了6us时间下降，功率管才开始关闭，大概1.4us完成关闭
会不会是这个响应太慢了，导致多充了6us的大电流？

xdy609841687

你的负载电流加上你的电阻电流和你的电容电流相等，而功率管电流几乎为0，这种情况下是你的轻载比较轻，而没有给够仿真时间时，电流由大的负载电容提供，而功率管并没有开启，环路也没有开启，自然钳位是不准的，这种事正常情况，大电容负载必然有个充放电过程，你拉长仿真时间，或者跳一个更大的轻载，比如几mA，等电容放电完毕你的功率管重新开启环路就重新钳位了，这也是你为什么第二次跳就正常的原因，因为你从重载跳，大的重载一下就把你的电容充放电过程给顶过去了

xdy609841687

   

youngabin 发表于 2023-9-28 14:14
我继续仿真了，前面运放到功率管部分
曲线从上到下依次是：运放第一级输出电压；运放第二级输出（功率管 ...

如果你想减小这个过程，应该增大软起时间，加快环路响应，减少浪涌电流，这样电容充放电过程也会更快

youngabin

   

sanjiexierduo 发表于 2023-9-28 12:01
功率管面积是很大吧？如果漏电比较大，轻载时输出会偏高吧，加大length试一下呢 ...

感谢赐教，我尝试减小功率管尺寸，确实有更小的充电电流，使过冲减小，不过效果并不明显。
而且对于我说的VFB达到1.2V后要6us左右的反应时间并没有改善。
并且减小功率管尺寸导致要使电容充到6V花费更长时间，我认为单纯减小功率管并不可取

youngabin

   

xdy609841687 发表于 2023-9-28 14:53
如果你想减小这个过程，应该增大软起时间，加快环路响应，减少浪涌电流，这样电容充放电过程也会更快
...

感谢赐教，大概理解了，请问大佬有什么这方面资料可以分享一下嘛或者给个关键词

sanjiexierduo

   

youngabin 发表于 2023-9-28 14:14
我继续仿真了，前面运放到功率管部分
曲线从上到下依次是：运放第一级输出电压；运放第二级输出（功率管 ...

我还是觉得可能是功率管面积太大，漏电大。比如说现在轻载情况下你只想带个250uA的负载，但是它的漏电可能都不止这些，那在轻载的条件下，由于运放的输出范围有限，功率管的栅极抬高也有限度，这时候就需要提高功率管漏端电压来进来减小输出电流，所以会看到ldo给电容充电，抬高功率管漏端电压。

1、如果你觉得是环路响应太慢，可以做个stb仿真看一下，另外因为轻载条件下最后输出稳定时就是偏高的，我感觉和环路响应速度没有什么太大关系。

2、可以看看增加功率管length，或者减小功率管的数量（可以改善漏电大小）看看轻载条件下输出是否有改善
3、可以单独跑一下功率管的漏电情况验证一下

sanjiexierduo

   

sanjiexierduo 发表于 2023-9-28 15:11
我还是觉得可能是功率管面积太大，漏电大。比如说现在轻载情况下你只想带个250uA的负载，但是它的漏电可 ...

我看错了  忽略忽略。。。

woodwind

   

xdy609841687 发表于 2023-9-28 14:53
如果你想减小这个过程，应该增大软起时间，加快环路响应，减少浪涌电流，这样电容充放电过程也会更快
...

学习了