現(xiàn)代 DC/DC 轉換器提供了有助于減少設計折衷影響的功能？

電磁噪聲是指任何一種多余的電磁能量，其強度足以使信號失真。因此，設計高性能數(shù)據(jù)采集應用或任何具有特別敏感信號路徑的系統(tǒng)時，必須克服噪聲問題。

在電源方面，由于其基本的工作原理，高效的 DC/DC 轉換器可能成為重要的噪聲源。它們既會在轉換器的開關頻率處產(chǎn)生低頻紋波，也會產(chǎn)生因轉換器功率級中電壓和電流的快速切換而引起的高頻噪聲。

與開關式穩(wěn)壓器結合使用的降噪技術示例包括額外的過濾無源元件，諸如緩沖電路、鐵氧體磁珠和饋通電容器，或在電源路徑中包含線性電源，如低壓差穩(wěn)壓器。雖然這些方案在大多數(shù)應用中都能很好地發(fā)揮作用，但它們在效率、解決方案尺寸以及總電源解決方案的成本方面可能會有所權衡，尤其是在如患者監(jiān)護儀、智能儀表、智能傳感器和物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)等始終開啟的應用中。

很多應用肯定會從數(shù)據(jù)采集和 / 或射頻（RF）通信事件中的無噪聲環(huán)境中受益。但是，電源設計人員需要考慮效率（換言之，電池壽命）、電路板空間和組件成本之間的權衡是否對他們的設計有意義。在證明可能存在問題時，現(xiàn)代 DC/DC 轉換器確實提供了有助于減少設計折衷影響的功能。一個示例是 TPS62840 DC/DC 轉換器，這是一種超低（60nA）靜態(tài)電流、高效、750mA 降壓型穩(wěn)壓器，旨在在始終開啟的應用中最大限度地延長電池壽命，可用于始終開機應用。

TPS62840 的 STOP 輸入管腳（見圖 1）立即（在電流開關周期之后）和暫時停止調壓器的開關。這段時間內，存儲在輸出電容器中的電荷為應用供電；穩(wěn)壓器絕對不會產(chǎn)生紋波或開關噪聲。這種情況下，該應用可以執(zhí)行無失真、精確的數(shù)據(jù)采集和 RF 通信程序。

圖 1：顯示 STOP 輸入管腳的典型應用電路

當然，在系統(tǒng)進行時，重要的是在器件的輸出電壓達到系統(tǒng)臨界電平之前重啟器件。一旦將邏輯低電平施加到 STOP 管腳，調壓器將立即恢復開關操作，而不會有任何啟動和 / 或軟啟動延遲。圖 2 說明用于以脈沖頻率調制（PFM）（圖 2a）或強制脈沖寬度調制（PWM）（圖 2b）操作 DC/DC 轉換器的 STOP 特性。

圖 2：在 PFM 操作（a）中，VIN = 3.6 V，VOUT = 1.8 V 和 IOUT = 10 mA 和強制 PWM 操作（b）時，采用 TPS62840STOP 模式操作（其中藍色是 STOP 管腳的輸入信號，洋紅色是輸出電壓，綠色是電感器電流）。測量值包括 COUT= 10 μF。

在 STOP 模式下進行無噪聲測量 /RF 通信事件的所需時間取決于設置的輸出電壓 VOUT，SET、輸出電容值 COUT、所需的輸出電流 IOUT 和應用的電壓容限。在圖 2 的示例中（VIN = 3.6 V，VOUT，SET = 1.8 V，IOUT = 10 mA， COUT = 10 μF），在時間 t = 38 μs 之后達到約 50 mV 的壓降。如果恒定輸出電流 IOUT 對輸出電容器 COUT 放電，則可使用公式 1 估算 STOP 模式下的輸出電壓行為 VOUT（t）作為時間 t 的函數(shù)：

VOUT（t） = VOUT，SET – IOUT × t / COUT （1）

在設計具有強噪聲控制要求的始終開啟應用的電源架構時，請確保檢查 TPS62840 的 STOP 功能。結合其他特征，例如在低至 IOUT= 1μA 的輸出電流時，80%的輕載效率，或者通過將單個電阻器連接到 VSET 管腳即可在 16 個預定義輸出電壓之間進行選擇的可能性，TPS62840 可幫助最大化系統(tǒng)的電池使用壽命，同時最大程度地減少所需的額外組件數(shù)量。
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