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负线性稳压器在1MHz下具有 74 dB 电源抑制比

低压差 (LDO) 线性稳压器广泛应用于噪声敏感型应用已有数十年了。然而,随着最新的精密传感器、高速和高分辨率数据转换器 (ADC 和 DAC) 以及频率合成器 (PLL/VCO) 不断向传统的 LDO 稳压器提出挑战,以产生超低输出噪声和超高电源纹波抑制 (PSRR),噪声要求变得越来越难以满足。例如,在为传感器供电时,电源噪声会直接影响测量结果的准确性。开关稳压器通常用于配电系统,以实现更高的整体系统效率。为了构建低噪声电源,LDO 稳压器通常会对噪声相对较高的开关转换器的输出进行后级调节,而无需使用庞大的输出滤波电容。LDO 稳压器的高频 PSRR 性能变得至关重要。

2015 年推出的 LT3042 是业界首款在 1 MHz 下仅有 0.8 μV rms 输出噪声和 79 dB PSRR 的线性稳压器。两款类似的器件 LT3045 和 LT3045-1 可提供更高的额定值和附加功能。所有这些器件都是正 LDO 稳压器。当系统具有双极性器件 (例如运算放大器或 ADC) 时,必须在极性电源设计中使用负 LDO 稳压器。LT3094 是首款具有超低输出噪声和超高 PSRR 的负 LDO 稳压器。表 1 列出了 LT3094 及相关器件的主要特性。

典型应用

LT3094 具有精密电流源基准,后接高性能输出缓冲器。负输出电压可通过流过单个电阻的 -100 A 精密电流源进行设置。这种基于电流基准的架构可提供宽输出电压范围 (0 V 至 -19.5 V),并提供几乎恒定的输出噪声、PSRR 和负载调节,与设置的输出电压无关。图 1 显示了一个典型应用,演示板如图 2 所示。整体解决方案尺寸大约仅为 10 mm × 10 mm。

图 1.3.3 V 输出低噪声解决方案

图 2.演示电路显示了一个 -3.3 V 微型解决方案

表 1.LT3094 和低噪声 LDO 的特性

LT3015

LT3090

LT3042

LT3045-1

LT3094

正/负输出

输出电流   (A)

1.5

0.6

0.2

0.5

0.5

输出噪声   (10 Hz 至 100 kHz) (V)

60

18

0.8

0.8

0.8

10 kHz 时的点噪声 (nV/√Hz)

240

57

2

2

2

1 MHz 时的 PSRR (dB)

30

20

79

76

74

可编程电流限制





Programmable Power Good

可编程电源良好




VIOC



可直接并联





快速启动功能




LT3094 具有超低输出噪声,在 10 Hz 至 100 kHz 范围内为 0.8 V rms,并且在 1 MHz 时具有 74 dB 超高 PSRR。此外,LT3094 具有可编程电流限制、可编程电源良好阈值、快速启动功能和可编程输入至输出电压控制 (VIOC)。当 LT3094 对开关转换器进行后级调节时,如果 LDO 稳压器输出电压可变,LDO 稳压器两端的电压将通过 VIOC 功能保持恒定。

LT3094 通过内部保护功能避免器件损坏,包括具有折返功能的内部限流、热限制、反向电流和反向电压保护。

直接并联实现更高的电流

LT3094 可以轻松并联以增加输出电流。图 3 显示了使用两个并联的 LT3094 实现 1A 输出电流的解决方案。为了使两个器件并联,将 SET 引脚连接在一起,并在 SET 引脚和地之间放置一个 SET 电阻 RSET。流过 RSET 的电流为 200 A,是单个器件中 SET 电流量的两倍。为了获得良好的均流特性,LT3094 的每个输出都使用一个 20 mΩ 的小镇流电阻。

图 3.两个并联 LT3094 的原理图

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