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以高压反相电荷泵产生低噪声的正负电源

来源:fwbfrs资讯网 2020-08-09 05:52:19 

介绍

通常需要双极性电源来操作诸如,驱动器或之类的电子设备,但是在负载点很少有双极性电源可用。的是反相电荷泵(无电感)DC / DC转换器,可以从一个单一的宽输入产生正和负电源(4.5V至32V)电源双低噪声稳压器。它可以在高效的突发模式操作和低噪声恒定频率模式之间切换,从而使其既适合便携式应用又适合对噪声敏感的应用。LTC3260提供扁平的3mm x 4mm DFN或耐热增强型16引线MSOP,从而以最少的外部组件提供了紧凑型解决方案。图1显示了具有LTC3260的典型12V至±5V应用。

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图1.典型的12V至±5V电源

反相电荷泵

LTC3260可以从其电荷泵输出V?OUT的反向输入电压提供高达100mA的。V?OUT还用作负LDO稳压器LDO?–的输入电源。可以通过单个外部在50kHz至500kHz之间调节电荷泵频率。MODE引脚用于在高效率突发模式操作或恒定频率模式之间进行选择,以满足低噪声要求。

恒定频率模式

RT引脚上的单个电阻设置电荷泵的恒定工作频率。如果RT引脚接地,则电荷泵将以500kHz的频率工作,在该频率下,开环输出电阻(R?OL)和输出纹波得到优化,从而在仅几毫伏峰峰值输出纹波的情况下提供最大可用输出功率。

如图2所示,可以通过降低工作频率来提高轻载效率,但要以增加输出纹波为代价。

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图2. LTC3260 V?IN至V?OUT和V?IN至LDO?–图1中的效率与频率的关系

较低的工作频率会产生较高的有效开环电阻(R?OL),但降低的速率也会降低输入电流,从而在轻载时提高了效率。此外,在相对较重的负载下,增大的R?OL减小了V?OUT与LDO?之间的有效差-从而减小了负LDO的功耗。累积的结果是在高输入电压和/或轻负载的情况下更高的总体效率。降低频率会增加输出纹波,如下图和图3所示。

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通常,恒定频率模式适用于即使在轻负载下也需要低输出纹波的应用,但是通过使用突发模式操作,可以在轻负载效率上获得更大的收益,如下所述。

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图3.?20mA负载下500kHz,200kHz和50kHz下的V?OUT恒定频率纹波比较

突发模式操作

图4显示了突发模式下电荷泵的轻载效率。突发模式操作会在恒定频率模式下增加输出纹波,但纹波的增加仅占V?IN的一小部分,如图5所示。突发模式操作是通过将V?OUT充电至接近–V?IN来实现的。然后,在两个LDO稳压器均使能的情况下,LTC3260进入一个低静态电流睡眠状态(约100μA),直到达到突发磁滞。然后电荷泵唤醒,循环重复进行。平均V?OUT约为–0.94V?IN。随着负载的增加,电荷泵会更频繁地运行以保持输出稳定。如果负载增加得足够多,电荷泵将自动切换到恒定频率模式以保持调节。

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图4. LTC3260突发模式操作效率
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图5.?突发模式下的V?OUT纹波

双LDO

LTC3260的LDO(由V?IN提供的正LDO调节器和由V?OUT提供的负LDO调节器)均能够支持50mA负载。每个LDO的压差为300mV,输出为50mA,并具有一个调节引脚,允许通过一个简单的电阻分压器来设置输出电压。LDO稳压器可以单独使能。EN?–引脚使能反相电荷泵和LDO?–。当两个稳压器均禁用时,该器件仅用2μA的静态电流即可关断。可以通过在每个旁路引脚上添加一个来过滤LDO参考,以进一步降低LDO稳压器输出处的噪声。

结论

LTC3260从单个正电源产生低噪声正电源和负电源。LTC3260具有可选的突发模式操作,以在供电的设备中实现轻载效率,而在噪声敏感型应用中则具有低噪声恒定频率模式。LTC3260的反相电荷泵和双路LDO稳压器的组合为4.5V至32V输入的应用提供了出色的解决方案。

原文标题:德邦科技何俊敏:14万人的“减压秘籍”

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