电源网中的低噪声英雄降压转换器的多样面貌

  • 天文科普
  • 2025年04月24日
  • 在本系列的第一部分,我们探讨了线性稳压器,旨在实现最低的输出噪声性能。在第二部分,我们深入分析了集成后线性稳压器电荷泵解决方案。这些前面的示例中,电路效率并不高,但是否有办法同时获得低输出电压噪声和高效率呢?单一芯片解决方案是否足以提供两者? 低噪声降压转换器的输出噪声受到多种因素影响,如峰值电感电流、负载电流、开关稳压器拓扑、控制环路技术、输出容量尺寸及特性以及元件值和布局

电源网中的低噪声英雄降压转换器的多样面貌

在本系列的第一部分,我们探讨了线性稳压器,旨在实现最低的输出噪声性能。在第二部分,我们深入分析了集成后线性稳压器电荷泵解决方案。这些前面的示例中,电路效率并不高,但是否有办法同时获得低输出电压噪声和高效率呢?单一芯片解决方案是否足以提供两者?

低噪声降压转换器的输出噪声受到多种因素影响,如峰值电感电流、负载电流、开关稳压器拓扑、控制环路技术、输出容量尺寸及特性以及元件值和布局。凌力尔特公司提供了一系列产品,它们在整个负载范围内都能保持极低的10mV峰峰值噪声水平。

对于开关模式转换器来说,在轻负载时提高效率是一个挑战,因为控制环路功耗和开关损耗占总功率预算的一大比例,而随着负载增加,这个比例会减小。凌力尔特开发了一项自动突发模式技术,使得即使在轻负载条件下也能维持较高效率。这项技术通过关闭非必要的环路并保留比较主动监控以确保当输出开始下降时能够快速再次打开控制环路来实现。此外,当负载增加时,转换器将自动从突发模式切换到PWM工作状态;反之亦然。当输入与输出之间差异不大且输入为5V时,可以进一步降低至2mV峰峰值。

图1a展示了LTC3103应用示例中的自动突发模式操作选项,而图1b则显示了该设备即使在轻负载情况下的高效率表现,即80.3%于5V输入和2.2V100μA加载条件下。

市场上许多竞品宣称其超级静态当前消耗及卓越效率,但实际上,他们对轻度負載情况下的有效性能却远不如LTC3103。我们鼓励用户将这款产品相比其他同类设备进行评估,并注意其更优质的超级静态当前消耗及其与其他竞品对比表明它具有更好的轻負載状况有效性的优势。

对于那些需要精确调节平均输出而又不能承受额外功耗的人来说,虽然启动点之间存在微小延迟导致更多次谐波干扰但仍可接受,其响应时间仅需几毫秒就可以恢复平衡状态。

如果寻求最佳效果,那么可能需要考虑使用LTC3104,它结合一个独立性的150mV典型偏差线性稳定化放大器,以及一个集成式10mA低频振荡带宽(BW)宽限带(BW)的滤波调整增益变阻发生机制,以适应不同环境需求。而另外一种选择是加入分立滤波或铁氧体磁珠过滤系统以减少杂音。但如何选择合适过滤组件及其具体参数取决于具体应用场景,是一个非常细致的问题,不属于本文讨论范畴。

综上所述,无论是需要“足够”低的声音抑或任何情境下的最佳声音表现,都有各种各样的电子源供你选择,从专业级别最高的极端超安静型线性稳定化放大到集成了多功能单芯片解决方案直至基于先进感知原理设计出的智能开关方式——每一步都是为了给你的项目带来完美结合世界标准意义上的安全、高效、清晰无杂音运行体验。

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