充电泵(无电感)DC/DC转换器在对空间有限制的应用中颇受欢迎,它一定需要低到中负载电流供电。这种转换器采用了小型封装,静态工作电流很低,且需要最少的外部元件。但是,噪音的产生是许多充电泵的一个不太理想的特征。
这些不想要的噪声会引发许多问题。在无线应用中,功率输入产生的噪声会干扰RF传输和接收,而在输出的噪声会与那些敏感威廉希尔官方网站 耦合,甚至产生听得见的噪声。新型的LTC3200系列升压充电泵采用崭新结构,可将在输入和输出的噪声减至最低,以避免上述不想要的干扰。
Burst Mode突发方式与恒定频率
大多数可调节的充电泵DC/DC转换器采用Burst Mode突发方式架构。虽然这种调节器结构具有最低的静态电流,但所产生的输入和输出噪声也最大。采用突发方式的器件,充电泵开关向输出提供最大电流,或完全被关断。为了对输出进行调节,迟滞比较器和基准控制了充电泵的导通和关断。当输出端有低频纹波产生时,需要加以调节(如图1所示)。这种一开一关的突发将导致较大的输入纹波电流,因此,必须由输入电源供电。输入电源中的任何阻抗都会在输入端产生电压噪声,这种噪声必须由采用相同电源供电的其它威廉希尔官方网站 排除掉。
表1:典型的突发方式输出纹波。
LTC3200和LTC3200-5充电泵已设计成使输入与输出噪声降至最小,这些器件均是可调节的升压充电泵,能提供高达100mA的输出电流。LTC3200-5 可提供稳定的5V输出电压,采用6引脚SOT-23封装;而LTC3200可产生可调输出电压,并采用8引脚MSOP封装。
两种器件均采用恒定频率架构以减小低频输出噪声。即使没有负载,充电泵的开关也是连续的,线性控制环路负责调节在每个时钟周期内向输出端传输电荷总量。由于输出调节环路是线性的,峰到峰值输出纹波近似为VRIPPLE = (ILOAD/COUT)/(2 • fOSC),由于调节器的迟滯而没有产生额外纹波。
即使采用小型输出电容器,器件的2MHz振荡频率也可允许低输出纹波,图2给出了LTC3200-5采用不同值的输出电容器支持100mA负载电流时的输出纹波情况。
图2:LTC3200-5的输出纹波。
减小输入噪声虽然单独恒定频率可改善输入噪声,但LTC3200系列还前进了一步,它采用独特的内置控制威廉希尔官方网站 来调节充电泵在两个时钟相下的输入电流,这种技术可以防止RC电流在充电泵振荡器的一个或两个半时钟周期内的衰减,这因为改变输入电流而将参照输入纹波降至最小。图3给出了LTC3200与典型突发方式充电泵之间的输入噪声差异。如图所示,两个器件都可从3.6V的输入电压中获得100mA的输出电流和5V的稳定输出电压。0.1Ω的输入阻抗是用来做测试用的。典型突发方式充电泵器件在输入和输出均采用10μF陶瓷电容器,LTC3200采用具有相同介电质的1μF陶瓷电容器。如图3所示,即使旁路电容减小到1/10,采用LTC3200也可显著降低输入噪声。
图3:输入噪声测试威廉希尔官方网站 。
典型应用充电泵通常为手机和PDA等手持电子设备提供低功率升压转换。这些设备,尤其是那些含有RF通讯威廉希尔官方网站 的产品,对噪声十分敏感。低噪声充电泵的一个流行应用是给白光LED供电,以便为小型彩色LCD显示器提供背光。图4所示的威廉希尔官方网站 是一低噪声升压电源,最多可驱动6只白光LED,LTC3200的FB引脚用来调节流经每只LED镇流管上的LED电流。采用LTC3200,用户可直接利用电池为背光威廉希尔官方网站 提供升压电源,免除了笨拙的低频噪声过滤问题。
图4:具有LED电流控制功能的低噪声白光LED驱动器。
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原文标题:快来认识一下,采用崭新结构的升压充电泵~
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