精密低噪声、低漂移稳压器应用

本帖最后由 liuyongwangzi 于 2018-6-13 09:50 编辑

关于LT6658——基准电压源质量的低漂移稳压器

LT6658是一款精密低噪声、低漂移稳压器，具有专用基准电压源的精度规格和线性稳压器的功率能力——二者的优点结合为ADI公司的Refulator?技术。LT6658的漂移为10 ppm /°C，初始精度为0.05%，两路输出分别支持150 mA和50 mA，每路输出均有20 mA的有源吸电流能力。为了保持高精度，负载调整率为0.1 ppm/mA。当输入电压源引脚连接在一起时，电压调整率典型值为1.4 ppm/V，而当为输入引脚提供独立电源时，电压调整率小于0.1 ppm/V。为了更好地理解LT6658的特性以及它如何达到如此高的性能水平，图1显示了一个典型应用。LT6658由一个基准电压级、一个降噪级和两个输出缓冲器组成。基准电压和两个输出缓冲器分开供电，以实现优异的隔离。每个输出缓冲器都有一个开尔文检测反馈引脚，以提供最佳负载调整。
图1. 典型应用

降噪级由一个400 Ω电阻和一个用于连接外部电容的引脚组成。该RC网络充当低通滤波器，用来限制基准电压级的噪声带宽。外部电容可以任意大，以便将噪声带宽降至非常低的频率。快速安静的负载阶跃响应作为稳压器，LT6658从VOUT1_F引脚提供150 mA电流，并具有出色的瞬态响应性能。图2a显示了器件对1 mA负载阶跃瞬态（从10 mA到11 mA）的响应；图2b显示了器件对140 mA负载阶跃瞬态（从10 mA到150 mA）的响应。输出缓冲器的出电流和吸电流能力支持输出快速建立。瞬态响应时间很短，同时保持出色的负载调整。负载调整率典型值为0.1 ppm/mA。第二路输出VOUT2_F具有类似的响应性能，最大负载为50 mA

图2a. 1 mA负载阶跃响应

图2b. 140 mA负载阶跃响应

输出跟踪

对于使用不同基准电压的多转换器应用，即使输出设置为不同的电压，LT6658的输出也会跟踪，确保转换结果一致。这之所以可能，是因为LT6658的两路输出由一个公共电压源驱动。输出缓冲器经调整，实现出色的跟踪和低漂移。当VOUT1_F上的负载从0 mA增加到150 mA时，VOUT2输出变化小于12 ppm，如图3所示。也就是说，即使负载和工作条件改变，输出之间的关系也能得到很好地保持。

图3. 通道间的负载调整（已消除发热影响）

电源抑制和隔离

为了帮助实现出色的电源抑制和输出隔离，LT6658提供三个电源引脚。VIN引脚为基准电压电路供电，而VIN1和VIN2分别为VOUT1和VOUT2供电。最简单的方法是将所有三个电源引脚连接在一起，提供1.4 ppm/V的典型直流电源抑制能力。当电源引脚分别连接且VIN1电源切换时，VOUT2的直流电压调整率为0.06 ppm/V。表1总结了每个电源引脚从5 V变为36 V时的电源抑制情况。VIN电源的灵敏度最高，引起的输出典型变化为1.4 ppm/V。电源引脚VIN1和VIN2几乎无影响。VIN1和VIN2栏中的测量结果是输出噪声电平。

Table 1. DC Power Supply Rejection

表4所示为交流PSRR的两个例子。

第一个例子在NR引脚上有一个1 μF电容，第二个例子在NR引脚上有一个10 μF电容。较大的10 μF电容将107 dB抑制能力扩展到2 kHz。

图4. 电源纹波抑制

图5显示了从VIN1到VOUT2的交流通道间电源隔离。当CNR = 10 μF时，100 kHz以上频率的通道间电源隔离大于70 dB。

图5. 通道间VOUT1至VOUT2隔离

负载瞬变对相邻输出的影响极小。图6a和图6b显示了通道间输出隔离。在一路输出以50 mV rms摆动的同时，绘制另一路输出的变化。

图6a. 通道间VOUT1至VOUT2负载调整率

图6b. 通道间VOUT2至VOUT1负载调整率 使用

图7所示电路可以实现非凡的交流PSRR。VOUT1输出引导电源VIN和VIN2，产生一个递归基准电压源。

图7a. 递归基准电压源解决方案（VOUT1为VIN和VIN2供电）

图7b. 递归基准电压源电路的交流PSSR

电源管理和保护

三个电源引脚有助于管理封装的功耗。当提供大电流时，应降低电源电压，以尽量减少LT6658的功耗。输出器件上出现的电压会较小，从而降低功耗并提高效率。输出禁用引脚OD用于关闭输出缓冲器，并将VOUT_F引脚置于高阻态。这在发生故障时很有用。例如，负载可能会受损并短路。此事件可以被外部电路检测到，两路输出均可禁用。此特性可以忽略，当OD引脚悬空或接高电平时，弱上拉电流将使能输出缓冲器。LT6658采用16引脚MSE裸露焊盘封装，θJA低至35°C/W。当电源电压较高时，功率效率较低，导致封装过热。例如，满载时32.5 V电源电压会在输出器件上产生30 V × 0.2 A的多余功率。6 W的多余功率会将芯片内部温度提升到环境温度之上210°C，非常危险。为了保护器件，当芯片温度超过165°C时，热关断电路会禁用输出缓冲器。

LT6658数据手册.pdf (2018-6-13 09:50 上传)