低噪聲電源有多種類型：電荷泵解決方案

作者：Kevin Scott and Amit Lele

電荷泵解決方案通常被認(rèn)為噪聲太大，不適合低噪聲應(yīng)用。工程師將電荷泵電源與20mV至200mV范圍內(nèi)的峰峰值噪聲水平相關(guān)聯(lián)。凌力爾特最新的穩(wěn)壓電荷泵系列和線性穩(wěn)壓器電源解決方案是無(wú)電感、小尺寸、低輸出噪聲器件，其噪聲遠(yuǎn)低于電荷泵的預(yù)期。這些產(chǎn)品是低噪聲系統(tǒng)的可行電源替代品。

LTC?3260 低噪聲充電泵和線性穩(wěn)壓器解決方案如圖 1 所示。在該電路中，15V輸入電壓在50mA時(shí)轉(zhuǎn)換為±12V。15V 輸入在輸出引腳 LDO 上線性穩(wěn)壓至 12V，并且還反相以提供 –15V;然后，–15V 輸出在輸出引腳 LDO 上線性穩(wěn)壓至 –12V+–.

圖1.低噪聲雙極性電源電荷泵和LDO解決方案

反相電荷泵輸出端的相應(yīng)輸出噪聲（V外引腳）的峰峰值約為7mV，如下數(shù)字示波器圖所示，而LDO輸出（引腳LDO和LDO）上的噪聲+–），當(dāng)以每 y 軸 10mV 刻度查看時(shí)，與跡線本身無(wú)法區(qū)分。

圖2.15V 輸入至 ±12V 輸出時(shí)的輸出噪聲

為了更詳細(xì)地觀察噪聲，使用了精密的高性能模擬示波器。為了隔離線性穩(wěn)壓器噪聲，無(wú)需電荷泵開(kāi)關(guān)即可觀察電路。圖3a和3b顯示了禁用電荷泵時(shí)的線性穩(wěn)壓器輸出噪聲。

圖 3a. LTC3260 正 LDO 輸出噪聲

圖 3b. LTC3260 負(fù) LDO 輸出噪聲

6.5V施加在V上在輸入和 –6.5V 施加在 V外該電路配置為在50mA時(shí)提供±5V輸出。在這兩種情況下，峰峰值噪聲均小于800μV。由于噪聲不是真正的瓜斯噪聲，我們不能簡(jiǎn)單地除以6得到等效的RMS輸出噪聲，而必須使用更大的值。線性穩(wěn)壓器產(chǎn)生的有效有效RMS噪聲約為100μV。這款低噪聲線性穩(wěn)壓器可抑制大部分衰減電荷泵開(kāi)關(guān)噪聲。

對(duì)于低輸出電流 （即小于約 8mA），LTC3260 的效率和噪聲性能可利用 MODE 引腳進(jìn)行權(quán)衡。突發(fā)模式操作提供最高的效率和最低的靜態(tài)電流 （100μA），但會(huì)增加輸出噪聲，而強(qiáng)制連續(xù)操作以犧牲效率 （3.5mA 靜態(tài)電流） 為代價(jià)提供最低噪聲。在重負(fù)載下，該器件以連續(xù)開(kāi)關(guān)方式工作，從而將次諧波紋波噪聲降至最低。請(qǐng)記住，對(duì)于所有線性穩(wěn)壓器，必須考慮熱性能以防止過(guò)度散熱。

凌力爾特的電荷泵和線性穩(wěn)壓器解決方案提供低噪聲性能，可用于對(duì)噪聲敏感的設(shè)計(jì)。其寬輸入電壓范圍使其用途遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出 5V 應(yīng)用。LTC3265 與 LTC3260 類似，但除了反相充電泵和 LDO 之外，還在輸入電壓上增加了一個(gè) 2× 升壓充電泵。我們的電荷泵和LDO解決方案的表格如下。

LTC3260 和 LTC3265 等器件消除了充電泵解決方案對(duì)于低噪聲系統(tǒng)而言噪聲太大的觀念。當(dāng)不需要基于電感的解決方案或需要良好的噪聲性能但不需要終極噪聲性能且噪聲性能要求比傳統(tǒng)電荷泵解決方案更嚴(yán)格時(shí)，這些器件可能是完美的選擇。

審核編輯：郭婷