通過超低噪聲48V至5V、10W DC/DC轉(zhuǎn)換器降低EMI

設(shè)計人員越來越多地使用超低噪聲控制器來避免EMI問題。更低的工作電壓和更靈敏的測量產(chǎn)生了對更安靜電源的需求。通常需要額外的濾波元件和屏蔽，以及仔細的電路板布局。超低噪聲開關(guān)穩(wěn)壓控制器 （例如 LT1683） 可減少或免除對額外濾波的需要。LT1683 控制器采用外部 MOSFET 來構(gòu)成超低噪聲 DC/DC 轉(zhuǎn)換器。對開關(guān)電壓和開關(guān)電流壓擺率的控制可降低開關(guān)穩(wěn)壓器的噪聲。LT1683 使用外部開關(guān)在選擇電源的電壓和電流額定值方面提供了更大的靈活性。

電路詳情

圖1所示為采用推挽式正激式轉(zhuǎn)換器拓撲的超低噪聲48V至5V轉(zhuǎn)換器的原理圖。輸出寬帶噪聲非常低，為200μV （帶寬 = 100MHz），輸出電流為 2A 輸出 （10W）。LT1683 包含用于轉(zhuǎn)換器的所有控制電路：振蕩器、誤差放大器、柵極驅(qū)動器和保護電路。低噪聲是通過控制 MOSFET 漏極的電壓轉(zhuǎn)換速率和 MOSFET 電流的電流轉(zhuǎn)換速率來實現(xiàn)的。從漏極到電容A或電容B的電容分壓器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生一個有效的0.33pF電容，提供電壓轉(zhuǎn)換率反饋信息。電流轉(zhuǎn)換反饋通過 1683mΩ 檢測電阻器在 LT100 內(nèi)部發(fā)生。

圖1.超低噪聲 48V 至 5V DC/DC 轉(zhuǎn)換器。

R上的電阻器VSL和 R中超引腳允許用戶優(yōu)化壓擺率。需要在噪聲和轉(zhuǎn)換器效率之間進行權(quán)衡。在設(shè)計過程中，監(jiān)視輸出電源噪聲，同時通過壓擺控制電阻減慢壓擺率。調(diào)整壓擺率，直到滿足噪聲要求。一般來說，效率損失只有百分之幾。

圖2顯示了其中一個MOSFET漏極上的電壓和檢測電阻兩端的電壓。由于電壓轉(zhuǎn)換控制，MOSFET漏極上不需要箝位或緩沖器，開關(guān)振鈴大大減少。圖3顯示了輸出端的噪聲。輸出噪聲非常低，僅為 200μVP-P.

圖2.其中一個 MOSFET 漏極和檢測電阻上的電壓。

圖3.5V輸出噪聲（帶寬= 100MHz）。

SHDN引腳為電源提供欠壓鎖定功能，確保輸入在允許轉(zhuǎn)換器啟動之前啟動并運行。此外，GCL 引腳可防止 MOSFET 上的柵極電壓過高，并防止 MOSFET 在沒有足夠柵極電壓的情況下導通。CS引腳為逐脈沖電流控制和壓擺控制提供反饋。CS上的大信號指示故障，也會關(guān)閉MOSFET。

通過使用自舉繞組在轉(zhuǎn)換器啟動并運行時為器件供電，提高了轉(zhuǎn)換器效率。低噪聲設(shè)置下的效率約為77%。

結(jié)論

LT1683 提供了一種產(chǎn)生一種高效、超低噪聲電源的獨特方法。新穎的控制電路使開關(guān)穩(wěn)壓器安靜，為敏感的電子系統(tǒng)提供新的電源解決方案。使用外部 MOSFET 開關(guān)允許根據(jù)應用定制電源的電壓和電流額定值。

審核編輯：郭婷