線性穩(wěn)壓器特別適合用來濾除開關(guān)穩(wěn)壓器產(chǎn)生的電壓,。開關(guān)穩(wěn)壓器總會產(chǎn)生一定量的輸出電壓紋波,。在許多處理非常小的信號的應(yīng)用中,這種紋波可能會造成干擾,。通常使用無源組件來濾除開關(guān)穩(wěn)壓器的輸出電壓,,但 LC 濾波器等無源濾波器(請參閱圖 1)存在一些缺點,。根據(jù)濾波器所需的截止頻率,,有時空間要求會相當大,,而且電感器成本高昂。不過,,無源濾波器的最大缺點是濾波器會增加一些損耗和隨工作電流變化的輸出電壓(如同圖 1 中的 VOUT),。因此,所產(chǎn)生電壓的直流調(diào)節(jié)精度相當?shù)汀?/p>
圖 1. 開關(guān)穩(wěn)壓器輸出端的無源濾波器
人們常常使用線性穩(wěn)壓器代替無源 LC 濾波器來清理開關(guān)穩(wěn)壓器產(chǎn)生的電壓,。它們通常具有很高的電源電壓抑制比(PSRR),。這意味著,線性穩(wěn)壓器的大部分輸入紋波會被阻擋,,因此線性穩(wěn)壓器的輸出紋波很少,。此外,線性穩(wěn)壓器的輸出電壓有自己的閉環(huán)回路,,因此會進行較好的精確調(diào)節(jié),。
線性穩(wěn)壓器的另外一個重要規(guī)格也與無源 LC 濾波器有所不同,,即其本征的由其內(nèi)部基準電壓及內(nèi)部誤差放大器產(chǎn)生的噪聲,。在要求低干擾(低噪聲)的應(yīng)用中,線性穩(wěn)壓器產(chǎn)生的本征干擾影響不容忽視,。為此,,可使用超低噪聲線性穩(wěn)壓器。
圖 2. 在開關(guān)穩(wěn)壓器輸出端用作有源濾波器的線性穩(wěn)壓器
使用線性穩(wěn)壓器濾除開關(guān)穩(wěn)壓器產(chǎn)生的電壓的概念如圖 2 所示,。此方案不僅適用于正電源電壓,,也適用于負電源電壓,。例如,以下典型應(yīng)用電路:必須能夠精確測量–5 V 至+5 V 之間的雙極性信號,,并使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器進行數(shù)字化處理,。信號路徑的輸入級要求使用具有正負電源電壓的低噪聲雙極性電源。對于正電源電壓,,市面上有許多線性穩(wěn)壓器都能提供高 PSRR 和低干擾性能,。特別是對于非常關(guān)鍵的應(yīng)用,ADI 公司提供了許多解決方案,。不過,,對于負電源電壓,只有幾種線性穩(wěn)壓器適合此類應(yīng)用,。例如,,新型 LT3094 可用于在極高的 PSRR 下濾除負電源電壓濾波,并具有極低的噪聲電平,,這一點對于能夠敏銳響應(yīng)電源干擾的應(yīng)用十分重要,。圖 3 顯示了 LT3094 在不同頻率下的 PSRR。對于開關(guān)頻率為 1 MHz 的開關(guān)穩(wěn)壓器,,LT3094 線性穩(wěn)壓器的 PSRR 約為 75 dB,。LT3094 在 10 Hz 到 100 kHz 之間的噪聲電平只有 0.8 μV rms。
圖 3.LT3094 線性穩(wěn)壓器針對負電源電壓的電源電壓抑制比,。
線性穩(wěn)壓器可以濾除正負電源輸出電壓的電源紋波,。這種濾除對于負電源電壓范圍也很有用。由于適用于負電源電壓的低噪聲類型產(chǎn)品有限,,所以很難找到合適的部件,。隨著 ADI 公司推出全新的 Power by Linear? LT3094,現(xiàn)在客戶也擁有噪聲非常低而 PSRR 極高的產(chǎn)品選項,。
作者簡介
Frederik Dostal曾就讀于德國紐倫堡埃爾蘭根大學(xué)微電子學(xué)專業(yè),。他于2001年開始工作,涉足電源管理業(yè)務(wù),,曾擔任各種應(yīng)用工程師職位,,并在亞利桑那州鳳凰城工作了4年,負責(zé)開關(guān)模式電源,。他于2009年加入ADI公司,,并在慕尼黑ADI公司擔任電源管理現(xiàn)場應(yīng)用工程師。