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級聯(lián)低壓差穩(wěn)壓器SMPS可以抑制紋波

作者: 時(shí)間:2012-05-02 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

降壓型(開關(guān)電源)能有效地將未穩(wěn)壓的電源轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的輸出電壓。但是,輸出端會出現(xiàn)由開關(guān)而產(chǎn)生的有害紋波和輸入瞬變。如將有噪聲的電源加在RF功率放大器上,則會在廣播頻譜中注入寄生信號或調(diào)制噪聲。模擬系統(tǒng)工程師與RF系統(tǒng)工程師都青睞傳統(tǒng)的低噪聲電源設(shè)計(jì),它包括一個(gè)變壓器、整流器和濾波器,后面是一個(gè)線性。一只差線性的低輸出噪聲和高PSRR(電源比)確保干凈的電源,不會造成對功率放大器輸出的干擾。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/177367.htm

  不幸的是,變壓器和整流器電源的輸出電壓會隨著輸入電壓而產(chǎn)生波動。當(dāng)輸入、輸出之間電壓差增大時(shí),的效率降低,功耗增加。為了在低交流線路電壓下保持穩(wěn)壓,即使差穩(wěn)壓器也需要一定量的輸入/輸出電壓裕度。

  為克服兩類電路的固有缺點(diǎn),用一個(gè)來保持高效率,而用一個(gè)低壓差穩(wěn)壓器減少的輸出噪聲和紋波電壓。將SMPS的輸出電壓設(shè)定在略高于低壓差穩(wěn)壓器的最小壓差電壓上,以降低穩(wěn)壓器的功耗,使之適應(yīng)對開關(guān)噪聲和保持高效率的要求。穩(wěn)壓器增加的PSRR以及組合電路的PSRR都超出單個(gè)穩(wěn)壓器或SMPS的性能。

  圖1顯示的是由一個(gè)包含SMPS和后隨線性穩(wěn)壓器構(gòu)成的級聯(lián)電路。該電路的輸出電壓范圍從1.5V ~ 5V,輸出電流高達(dá)400 mA。雖然這里采用固定 6V 電源為級聯(lián)電路供電,但它的設(shè)計(jì)能適用于任何輸入電壓,只要該電壓比級聯(lián)對所需的輸出電壓高出0.5V。

  


  在0V ~ 1.105V之間調(diào)整基準(zhǔn)電壓VSET就線性地改變電路的輸出電壓。電阻器R1與R2以及基準(zhǔn)電壓 VSET確定了低壓差穩(wěn)壓器的輸出電壓,因此也確定了級聯(lián)的輸出電壓。電阻器RT、RB、R3和R4對VSET分壓,使SMPS的輸出電壓VPS保持恒定高于穩(wěn)壓器輸出電壓0.2V,在滿程輸出電流和任何輸出電壓情況下,將穩(wěn)壓器的功耗降至80mW。

  在最大輸出電流 400 mA 時(shí),6V 輸入和 4.69V 輸出的級聯(lián)電源達(dá)到 89% 的最高效率(圖 2)??傂蕰S著輸出電壓的下降而減小。圖 3 是只有 SMPS 的 PSRR 與SMPS級聯(lián)了穩(wěn)壓器的 PSRR做比較,在 500 Hz 時(shí) PSRR 提高了 46 dB,這實(shí)際上是 500 Hz 時(shí)只用穩(wěn)壓器的值。

  

  在100 Hz ~ 100 kHz 頻率范圍內(nèi),低壓差穩(wěn)壓器將 PSRR 提高了至少 25 dB(圖 3)。電路布局和測量技術(shù)都增加了精確測量小信號的困難,圖形中的 PSRR 值也可能并不顯示增長。線性穩(wěn)壓器決定著電路的開關(guān)負(fù)載瞬變響應(yīng),它可能在 SMPS 響應(yīng)上有所提高。但是,級聯(lián)電路的低輸出紋波和高效率就已經(jīng)使該電路值得研究了。



關(guān)鍵詞: 抑制 可以 SMPS 穩(wěn)壓器 低壓

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