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噪声敏感的应用要求采用超低噪声 LDO 稳压器

时间:11-21 来源:ADI 点击:
  • 实现易用性和缓解电源排序难题)
  • 快速瞬态响应时间
  • 可在很宽的输入 / 输出电压范围内工作
  • 适度的输出电流能力
  • 卓越的热性能
  • 紧凑的占板面积

为了满足这些特定的需要,凌力尔特推出了超高 PSRR、超低噪声 LDO 稳压器 LT304x 系列。该系列的最新成员是 LT3045,其为一款超低噪声、超高 PSRR 低压差电压线性稳压器。该器件是先前发布的 200mA LT3042 超低噪声 LDO 的较高输出电流版本。LT3045 的独特设计具有仅为 2nV/√Hz (在 10kHz) 的超低点噪声和 0.8µVRMS 的积分输出噪声 (在 10Hz 至 100kHz 的宽带宽范围内)。低频 PSRR 超过 90dB (直到 10kHz),而高频 PSRR 则超过 70dB (直到 2.5MHz),可使噪声或高纹波输入电源变得 "安静"。LT3045 运用了凌力尔特的专有 LDO 架构,即在一个高精度电流源基准之后布设一个高性能单位增益缓冲器,从而可产生几乎恒定的带宽、噪声、PSRR 和负载调节性能,这与输出电压无关。此外,该架构还允许把多个 LT3045 并联起来使用,以进一步降低噪声、增加输出电流和在电路板上散播热量以改善热性能。

LT3045 可在满负载情况下于一个 1.8V 至 20V 的宽输入电压范围内提供高达 500mA 的输出电流和一个 260mV 的压差电压。输出电压范围为 0V 至 15V,而且输出电压容限高度准确,在整个电压、负载和温度范围内为 ±2%。该器件的宽输入和输出电压范围、高带宽、高 PSRR 和超低噪声性能使其非常适合给那些对噪声敏感的应用供电,例如:PLL / VCO / 混频器 / LNA、非常低噪声仪表、高速 / 高精度数据转换器、医疗应用 (比如:成像和诊断)、高精度电源,以及用作开关电源的后置稳压器。

LT3045 采用一个小型和低成本的 10µF 陶瓷输出电容器工作,因而优化了稳定性和瞬态响应。单个电阻器负责设置外部精准电流限值 (在整个温度范围内为 ±10%)。单个 SET 引脚电容器用于降低输出噪声并提供基准软起动功能,可防止在接通时产生输出电压过冲。此外,该器件的内部保护电路还包括反向电池保护、反向电流保护、具折返的内部电流限制和具迟滞的热限制。其他特点包括快速启动能力 (适用于采用大数值 SET 引脚电容器的场合) 和一个具可编程门限的电源良好标记 (用于指示输出电压调节)。图 1 示出了一款典型的应用电路原理图。

LT3045 采用耐热性能增强型 10 引脚 3mm x 3mm DFN 封装 (引脚与 LT3042 兼容) 和 12 引脚 MSOP 封装,两种封装版本的占板面积都很紧凑。E 级和 I 级版本有现货供应,工作结温范围为 –40°C 至 125°C。

未来的高温 H 级版本额定工作温度范围将为 –40°C 至 150°C。

 

 

图 1:LT3045 典型应用电路原理图和特点

LT3045 需要采用一个输出电容器以实现稳定性。鉴于其高带宽,该器件要求使用低 ESR 和 ESL 陶瓷电容器。必需采用一个 ESR 低于 20mΩ 和 ESL 低于 2nH 的 10µF (最小值) 输出电容以实现稳定性。考虑到采用单个 10µF 陶瓷输出电容器所获得的高 PSRR 和低噪声性能 (见图 2 和图 3),更大数值的输出电容器仅能轻微地改善性能,原因是稳压器的带宽随着输出电容的增大而减小,因此,采用大于 10µF (最小值) 的输出电容器收效甚微。

 

电源纹波抑制

    图 2:LT3045 的 PSRR 性能

 

积分型 RMS 输出噪声 (10Hz 至 100kHz)

 

图 3:LT3045 的输出噪声性能

并联器件的好处

简单地把所有的 SET 引脚连接在一起和把所有的 IN 引脚连接在一起即可并联多个 LT3045 IC,从而获得较高的输出电流。使用一小段 PCB 走线 (用作一个镇流电阻器) 把 OUT 引脚连接在一起以均衡来自 LT3045 的电流。另外,还可并联两个以上的 LT3045 以提供更高的输出电流和更低的输出噪声。并联多个 LT3045 对于在 PCB 上散播热量也是有益处的。对于具有高输入至输出差分电压的应用,还可使用一个输入串联电阻器或与 LT3045 并联的电阻器以散热。图 4 示出了一款并联电路实施方案。

 

 

图 4:LT3045 并联工作

下面的表 1 罗列了凌力尔特超高 PSRR、超低噪声 LDO 系列的成员。

表 1:超高 PSRR、超低噪声 LDO

器件

型号

VIN

范围

VOUT

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