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超低噪音48V至5V, 10W DC/DC转换器,降低电磁干扰

来源:analog 发布时间:2023-11-07

摘要: 设计人员越来越多地使用超低噪声控制器来避免EMI问题。更低的工作电压和更灵敏的测量产生了对更安静的电源的需求。

设计人员越来越多地使用超低噪声控制器来避免EMI问题。更低的工作电压和更灵敏的测量产生了对更安静的电源的需求。通常需要额外的滤波元件和屏蔽,因为这是一个仔细的电路板布局。LT1683等超低噪声开关调节器控制器减少或消除了额外滤波的需要。LT1683控制器使用外部mosfet来创建超低噪声DC/DC转换器。开关电压和开关电流转换率的控制可降低开关噪声。LT1683使用外部开关,可以更灵活地选择电源的电压和电流额定值。

电路的细节

图1显示了采用推挽正激转换器拓扑结构的超低噪声48V到5V转换器的原理图。在2A输出(10W)时,输出宽带噪声为极低的200µV(带宽= 100MHz)。LT1683包含转换器的所有控制电路:振荡器,误差放大器,栅极驱动器和保护电路。低噪声是通过控制MOSFET漏极的电压转换率和MOSFET电流的电流转换率实现的。从漏极到Cap A或Cap B的电容分压器网络产生一个有效的0.33pF电容,提供电压摆压率反馈信息。电流转换反馈通过100毫欧感测电阻在LT1683内部发生。


图1所示 超低噪音48V到5V DC/DC转换器

R(VSL)和R(CSL)引脚上的电阻允许用户优化转换速率。在噪声和转换器效率之间进行权衡。在设计过程中,监测输出电源噪声,同时通过转换控制电阻减慢转换速率。调整转换率,直到满足噪声要求。一般来说,效率损失只有几个百分点。

图2显示了其中一个mosfet漏极上的电压和感测电阻上的电压。由于电压转换控制,不需要MOSFET漏极上的钳位或缓冲器,并且开关振铃大大减少。图3显示了输出端的噪声。输出噪声极低,为200µV(P-P)。


图2 一个MOSFET漏极和感测电阻上的电压


图3 5V输出噪声(带宽= 100MHz)

SHDN引脚为电源提供欠压锁定,确保在转换器允许启动之前输入已启动并运行。此外,GCL引脚可防止MOSFET上的栅极电压过高,并防止MOSFET在没有足够栅极电压的情况下导通。CS引脚为脉冲电流控制和反转控制提供反馈。CS上的大信号表示故障,也会关闭mosfet。

当转换器启动并运行时,使用自举绕组为部件供电,从而提高了转换器的效率。低噪音环境下的效率约为77%。

结论

LT1683提供了一种独特的方式来产生高效、超低噪声的电源。新颖的控制电路使开关安静,为敏感的电子系统提供了新的供电解决方案。外部MOSFET开关的使用允许根据应用定制电源的电压和电流额定值。

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