bandao.com半岛(bandao·中国)电子科技-新型控制环路架构：电源稳压器的超低噪声解决方案

【导读】电源转换器经由过程节制环路维持输出电压不变，电阻分压器搭配内部基准电压的调治方式持久为行业尺度。但传统架构存于局限，最小输出电压受基准电压限定、没法实现0V输出，且噪声与输出电压相干。为此，采用单元增益设计的立异节制环路架构应运而生，可实现超低噪声输出，兼容线性与开关稳压器，撑持0V超低输出，为电源转换技能带来冲破。本文将联合器件案例，先容其道理、上风并对于比传统架构不足。

电阻分压器经常被用在检测输出电压。图1展示了一个降压型稳压器电路。于该节制环路中，电阻分压器（RFB1及RFB2）将孕育发生的输出电压调治到内部基准电压(VREF)所指定的程度。这个基准电压凡是设置为1.2 V、0.8 V或者0.6 V。随后，偏差放年夜器（图1中的运算放年夜器）的输出会被馈送到节制块，该节制块卖力治理电源开关(MOSFET)的开关时间。

图1.配有电阻分压器的电源转换器的节制环路。

持久以来，这类传统调治要领一直是行业尺度做法。然而，如今一种更优的替换方案应运而生，它于电源转换方面具备诸多上风，广泛合用在开关稳压器及低压差(LDO)稳压器等器件。图2出现的新构思采用了单元增益架构，于此架构中，输出电压直接馈入偏差放年夜器，并经由过程毗连到内部电源的一个电阻(RSET)举行调治。与图1中采用电阻分压器的传统要领差别，新配置答应输出电压向下调治至0 V，而于传统要领中，最小可调治电压只能到达与内部安装的基准电压相称的程度。

另外一个长处是，于低在100 kHz的低频下可以或许孕育发生更少的噪声。经由过程并入一个CSET电容，它可对于来自内部电流源的低频滋扰举行平均处置惩罚，从而年夜幅降低这些滋扰。

于这类新架构中，电阻分压器的电阻不会引入分外的噪声，使患上噪声特征于很年夜水平上与输出电压无关。是以，低频噪声不会跟着输出电压的升高而增长。

ADI公司的很多超低噪声线性稳压器，例如20 V、500 mA超低噪声LDO稳压器LT3045等，都采用了这类环路调治技能。第三代Silent Switcher®系列新型降压型开关稳压器，如LTC8625S，就是应用这类立异要领设计的。

图2.配有单元增益架构的电源转换器的节制环路。

图3展示了第三代Silent Switcher开关稳压器LT8625S，利用免费仿真步伐LTspice®举行建模。这款开关模式电源转换器撑持高达18 V的输入电压，而且可以或许于高达8 A的负载电流下运行。于输出电压方面，它于10 Hz至100 kHz的频率规模内孕育发生4 μV rms的低频噪声。此外，它还有内置了一个周详电流源，于-40°C至+125°C的整个答应温度规模内，精度可达±0.8%。

图3.配有单元增益架构的第三代Silent Switcher开关稳压器。

于图3所示的电路中，输出电压是经由过程SET引脚上的电阻R5来设置的。值患上留意的是，输出电压及PGFB引脚之间存于一个由R3及R2构成的电阻分压器。这个电阻分压器其实不影响节制环路，仅用在使PG引脚正常事情。

此设计实现了从传统成熟要领（例如于节制环路中运用电阻分压器）向更为进步前辈的现代技能（例如单元增益架构）的改变。这一前进意义庞大，使患上低频规模内的噪声程度获得了年夜幅降低。此外，残留的极少量噪声其实不取决在设定的输出电压，从而可以或许实现低至0 V的极低电压输出。很多新型线性稳压器及开关稳压器都采用了这一立异技能。

总结

电源转换器节制环路已经从传统电阻分压器模式进级为单元增益架构，解决了传统方案的焦点痛点。新型架构摒弃环路噪声引入源，实现与输出电压无关的超低低频噪声，冲破基准电压限定撑持0V输出，且兼容性强。ADI公司LT304五、LTC8625S等器件验证了其优胜性，为高要求运用提供靠得住方案。将来该架构有望替换传统要领，鞭策电源转换技能向更优标的目的成长。