高频开关电源生产厂家如何在专业音频应用中生成负电源轨
我都知道电荷泵芯片方案是最为简单且性价比较高的方案,但是适用于 200mA 以下负载电流的应用场景,专业音频产品系统产品中会使用到多种多样的运算放大器,ADC 和 DAC 等器件,这些器件有时候不仅需要正电源轨进行供电,还会需要负电源轨进行供电(例如常见的负电压值有 -5V,-12V 和 -15V 等),且对供電電源轨的噪聲也相当有要求。除了噪聲要求之外,根据專業音頻產品的形態分類,電源軌部分的設計還會考慮效率,PCB 面積,成本等等因素。例如,我带着手机录制音乐时希望电源轨的高效率以延迟手机内存储空间; 我用便携式扬声器播放音乐时希望電源軌部分外圍電路尽可能簡單以減小 PCB 面積從而滿足產品體积要求。
生成正電源軌不同方案已經為大家所熟知,因此這篇文章主要跟大家分享一下不同的負電源軌生成方案,以幫助大家選擇適合自己產品低噪聲、高效率負電-source design solution. 目前市面上可見的一些生成負數輸出軌線方案包括:1)使用升壓芯片結合充放electric circuit 的方式;2)降壓芯片 VOUT 與 GND 反接方式;3)反向 BUCK-BOOST 芯片方式;4)反向 BUCK 芯片方式。
其中反向降壓芯片方案為 TI 独家技術。充放electric circuit 通常由一組開關和一個或多個儲存設備(如陶瓷二極管、濾波無油變容二極管或者巨大的金屬氧化物膜二極管 (MOL) 電容)的組成,這種方法通過控制開關來控制儲存設備中的能量來產生負數輸出。舉例來說,在充填階段,一個開關與另一個開關同時打開,而第三個與第四個保持打閉狀態下,這時候儲存設備被連接在輸入端口(VIN)的正極和地點之間進行充填。在排除階段則相對應地將兩個剩下的開關打開並另外兩個保持閉合狀態,使得儲存設備上的陽極連接至地點並陰极連接至負數輸出端口(VOUS),如果負載不為零,那麼 VOUS 就會是 VIN 的相反數。如果負載非零,那麼計算 VOUS 值還需要考慮 MOSFET 開關寄生阻抗、儲存設備 ESR 以及儲存過程中的能量損失等因素。
此外,在某些應用中,如耳機等敏感模拟负载需要两个供给电子元件:一个正电子元件与一个负电子元件,并且两个供给電子元件都要干净。如果输入端存在一些杂讯,比如单节锂池的话,则同时还需一个 LDO 来将杂訊降至可接受范围。此時 LM27762 是个很好的选择,它内部同时集成了正LDO与负LDO,可以同时产生两条低噪声输出,为敏感器材提供稳定供应。这就是我关于如何在专业音频应用中生成负数输出的思考和实践分享。