摘要: 一种用于APD的简单开关电源,具有低噪声和数字可编程性,可用于温度补偿。
描述了一种用于光纤接收器的雪崩光电二极管偏置电路。具有倍压输出的简单升压转换器从5V电源提供25V至71V的数字编程输出电压。陶瓷滤波电容器和有意减慢的MOSFET开关转换提供低噪声输出。
雪崩光电二极管探测器(APD)在光通信中用作接收器,引脚二极管也是如此。APD更敏感,但它必须适当偏压,以产生适当的电子流,为给定的光子通量。图1显示了一个低噪声APD偏置电源的原理图。该电路基于MAX5026低噪声、固定频率PWM升压转换器,工作在电感电流断续模式下。
图1所示 低噪声APD偏置电源。将控制输入电压从0V变化到2.5V,输出电压从71V变化到24.7V。
该器件的开关时间被有意减慢,以减少其他类似器件中出现的高频尖峰。MAX5026的内部开关频率为500kHz。内部横向DMOS开关器件的绝对最大额定值为40V,加上由C3、D2、D3和C4组成的外部倍压网络,输出电压最高可达71V。
倍频电路在稳态下的工作原理是:当LX引脚低(内部DMOS导通)时,电容C2在“ON时间”将电荷传递给C3,同时电感L1正在充电。当内部DMOS关断时,内置电感的电流正向偏置D1和D3。因此,电容C4得到的总电压为VC2和VC3之和。
图1的电路能够在5V输入电源的71V输出下提供超过1mA的输出电流。图2显示三种输出电压设置下的输出负载调节。图3显示相对于控制输入端的控制电压的输出电压调整范围。图4显示三种输出电压设置下的效率曲线。
图2 输出电压与输出电流的调节,三种输出电压设置25V, 50V和71V。
图3 测量输出电压vs.控制输入电压。
图4 效率曲线。
图5如图所示,输出电压为71V,负载电流为1mA,陶瓷旁路电容为1µF。从这张示波器照片可以明显看出该设备的低噪声特性。输出纹波小于100mV(见图5)。
图5 输出电压纹波。输出电压= 71 v, Iout = 1马。1µF输出电容。垂直:50 mv / div。水平:200µs / div。
通过将低成本尼吉康10µF, 100V, VX系列电解电容器与1µF陶瓷并联,可以进一步改善这一点。这导致小于20mV纹波(见图6).
图6 输出电压纹波。输出电压= 71 v, Iout = 1马。与1µF输出电容并联添加10µF电解电容。垂直:50 mv / div。水平:200µs / div。
图7展示了如何使用MAX5304 10位DAC和2.5V基准,以大约45mV的步进从25V到71V控制偏置发生器的输出。
图7 低噪声APD偏置电源。输出电压可数字编程,从24V到71V,步进45mV。
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