TGViewer
С первой ревизии С первой ревизии @hardware_design · 1.11K subscribers
Post #12 373
Помимо правильного ответа, который дали в комментариях есть еще один главный нюанс. Рисунки будут в посте ниже

Разберем отклик замкнутой системы управления источника.
На первом рисунке представлена АЧХ типичного LDO регулятора.
Из теории управления известно, что у передаточной функции есть полюсы и нули.
Полюс (P) - это частота при которой знаменатель передаточной функции стремится к 0, а сама функция стремиться к бесконечности.
Ноль (Z) - это частота при которой числитель стремиться к 0 вместе с самой функцией.

Полюса чаще всего оказывают негативное влияние на управляющую систему.
Полюс - это по сути это обычный RC фильтр (в рамках LDO), сформированный элементами системы, такими как выходная емкость, ESR, делитель обратной связи итд.
При наличии полюса на частоте wp=2pi*fp передаточная характеристика начинает затухать пропорционально росту частоты.
Кроме того полюса потенциально могут добавить задержку фазы на 90 (по аналогии с RC фильтром).
Если в системе два полюса, создается потенциальная задержка 180, которая эквивалентна инверсии сигнала.
Если фазовая задержка дошла до 180 а на АЧХ вы видите что амплитуда не усиливается или даже ослабляется - вы получаете осцилляции.
Это происходит, поскольку на вход системы управления приходит сигнал противоположный выходному (из-за задержки 180).
Система управления пытается сменить выходное напряжение на противоположное (она не знает что напряжение на выходе верное) с коэффициентом равным 1 или более (усиление сигнала управления нету).
Далее напряжение с противоположным знаком появляется на выходе и цикл продолжается.
Если же при отставании в 180 амплитуда сигнала усиливается больше (график выше 0дБ) осцилляции затухнут пропорционально усилению.

В связи с этой неприятной особенностью люди придумали компенсировать полюса нулями (которые потенциально создают опережение в 90 и усиление пропорционально частоте).
Возвращаясь к LDO на рисунке 2 видно, что частота нуля Fzesr зависит от номинала ESR конденсатора и рассчитывается по формуле:

Fzesr = 1 / (2pi * ESR * Cout)

Если ESR слишком маленький данный ноль сильно сдвинется вправо и мы точно получим отставание фазы на 180 за счет 3 существующих полюсов.

На рисунке 3 показана внутренняя схема управления LDO. Всего тут 3 полюса и 1 ноль (при ESR = 0), по итогу при нулевом усилении мы около 180 (точка 0дБ)
Если же мы добавляем ESR у нас появляется второй ноль, который и обеспечит стабильность системы (рисунок 4).
Подробнее можете почитать тут.

По итогу за счет более высокого ESR мы обеспечиваем стабильность системы и отсутствии осцилляций. На рисунке 5, к примеру, показана рекомендация по ESR к LDO TPS775.
Есть и другие типы схем компенсаций, который обеспечивают стабильность управления с нулевым ESR, о них можно почитать тут.

Все выше сказанное применимо не только к LDO.
На рисунке 6 показан переходной импульс DC/DC преобразователя при ESR равном 50мОм, на рисунке 7 уже 200мОм. И к вашему удивлению на рисунке 8 ESR равно 0.
Таким образом ESR надо выбирать исходя из комплекса параметров, характеризующих систему и не факт, что вам нужна керамика с низким ESR.
  • ❤ 5
  • 👍 2
  • 🤔 2
  • 😍 1
More from @hardware_design
  1. Sep 21, 2026Post #227
  2. Sep 6, 2026Отрицательный ток в dc-dc. Плохо или нет? Всем известно, что преобразователи делятся на си…
  3. Aug 30, 2026Недавно завершилась популярная конференция посвящённая полупроводникам Hot Chips 2026. Пот…
  4. Aug 23, 2026В недавней рассылке попались статьи от AD про компоненты дронов (первая, вторая). Как я по…
  5. Aug 13, 2026Очень понравилась статья, автор показывает максимально основательный подход, респект!
  6. Aug 12, 2026Недавнее обсуждение с коллегой навеяло интересную практическую задачу. На рисунке представ…
Threads Profile ViewerView any public Threads profile without an account.Open ThreadLook →Writing with AI? Make it sound human.Metric37 rewrites AI drafts so they read naturally. Free AI detector, 1,500 words free.Try Metric37 →