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放弃LDO:新的Buck变换器从TI集成铁氧体珠

2020年10月26日通过杰克赫兹

上周,TI宣布其最新产品:由集成的铁氧体珠子突出的低噪声降压转换器。

在设计模拟或混合信号系统时,电源噪声通常是最重要的考虑因素。

在这种情况下,噪声可以定义为电源中的元件(如电阻和晶体管)产生的热噪声。对噪声敏感的模拟设备(如adc)的合理运行将影响系统运行的许多方面。

敏感模拟电路中的电源考虑

通常,在敏感的模拟电路中,线性电源对于它们的低纹波特性是优选的。线性稳压器的特点是输出电压纹波小,带宽高。部分原因是线性调节器不包括频繁开关的元件。

另一方面,功率效率一直是一个重要的设计考虑因素,为此,开关电源(SMPS)独占鳌头。smp比线性电源效率更高,但这是以由于开关元件增加的噪声为代价的。

为了量化这一点,SMPS通常有mV的输出噪声电压,而线性电源倾向于uV输出纹波。

常见的噪声敏感电源架构

常见的噪声敏感电源架构。使用的图像礼貌德州仪器公司

围绕这种差异,一个共同的设计练习是利用SMPS作为DC-DC变换器,并将其馈送到线性dropout regulator (LDO)。从那里,设计人员可以通过铁氧体珠子通过设备,最后向噪声敏感器件供电。LDO有助于最小化波纹和噪音,而铁氧体磁珠有助于降低EMI并过滤输出电源噪声。

虽然这个过程可以工作,但它是以增加的功耗(因为引入了LDO)和板空间为代价的。

德州仪器的新型Buck变换器

很清楚这种系统中的缺陷,ti出来寻找一个解决方案。上周,公司宣布“业界首个集成铁氧体珠补偿的低噪声降压变换器。"

透明国际的新产品TPS62912和TPS62913,利用铁氧体珠状滤波器,集成铁氧体珠状补偿和遥测反馈,来减轻直流-直流变换器的纹波。

新元件结合了铁氧体珠的电感和额外的输出电容,以消除高频器件在输出电压纹波。根据TI,该特性可以将纹波减小约30db。

新型TI buck-boost变换器

新TPS62912和TPS62913。图片(修改)使用courtesy of德州仪器公司

这些新产品据说提供20µV的低噪音rms.用于100 Hz至100 kHz的频率和10µV的低输出电压纹波rms.。具有如此低的噪声值,希望工程师能够从其设计中删除LDO组件。

结论

关于此产品的一个问题是其频率范围。由于电路中的所需应用和其他潜在的电路,通常为降压转换器的开关频率为600 kHz,更高。TI表示,该产品包括100Hz至100 kHz的低噪声结果,因此看看噪音结果处于较高频率。

通过将铁氧体珠集成到设计中,TI已经能够有效地创造出一种将SMPS的效率与线性调节器的低噪声特性相结合的电源。这意味着,与目前的设计方法相比,使用该产品应该有助于节省电力和空间。