LDO 的輸出電容選用

一般在電源的輸出端都會有一個或多個電容，其主要作 用是維持輸出穩定，同時也過濾掉一些不必要的交流成 分。因此人們經常認為電容是解決輸出不穩或噪聲問題 的靈丹妙藥，設計時常常會多預留幾個電容用於解決問 題，卻很少考慮電容和電壓額定值之外的參數。然而，與 所有電子器件一樣，電容並不是十全十美的;相反，電容 會帶來寄生等效串聯電阻(ESR)和電感(ESL)的問題，其 電容值會隨溫度和電壓而變化，而且電容對機械效應也 非常敏感。若選擇不當，則可能導致電路不穩定、噪聲和 功耗過大、產品生命周期縮短，以及產生不可預測的電路 行為。

LDO 相對於 DC-DC 等電源而言結構上更加簡單，輸出電容 對系統的穩定性也就更加重要，那麼我們該如何選擇電 容了，是否是越大越好呢?電容材質上又有什麼講究呢?

首先，我們來了簡單解下輸出電容對 LDO 系統的影響。如下圖是 3PEAK 的 TPL700 系列的簡單框圖。

輸出電壓通過連接到誤差放大器正相輸入端的分壓電阻 採樣，誤差放大器的反相輸入端連接到一個參考電壓Vref(bandgap)。輸出電容除了提供電容本身外，在系統 中還會體現一個等效串聯電阻(ESR)，而該 ESR 會系統 中產生一個零點，零點頻率(FZERO)與 ESR 及電容值密 且相關如下面的公式)。

FZERO = 1⁄(2π × COUT × ESR)

因此我們在給 LDO 選擇輸出電容時，除了要考慮容值是 否足夠維持負載調變時的能量提供外，還要考慮其 ESR 對 系統的影響，不合適的 ESR 會引起迴路振蕩。因此一般LDO 產品都會對輸出電容提出推薦，如 TPL700 系列在使 用中就推薦較小的 ESR≤100mΩ的輸出電容;而 TPL1761系列在使用中推薦的電容中 ESR 可以最大允許 3Ω。

電容選擇除了容值外，還要考慮耐壓、溫度、價格等因素。一般耐壓要選擇電容端實際電壓的 1.2 倍以上;超過工 作溫度範圍，不僅會影響電容壽命，甚至直接損壞產品。

常見的不同的電容材質各有優缺點，大致如下:鋁電解容 量大，ESR 大，精度低，價格便宜;鉭電容容量次與鋁電 倍，但比陶瓷電容大，ESR 較小，精度高、穩定性好，價 格較高;陶瓷電容的容量低，但 ESR 很小，價格便宜，用 途廣泛。

當有些 LDO 接陶瓷電容系統不穩定時，你知道可能的原 因是什麼了嗎?

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