線性穩壓器在濾波開關穩壓器產生的電壓方面非常出色。開關穩壓器始終具有一定量的輸出電壓紋波。在許多處理非常小信號的應用中,這種紋波會造成干擾。無源元件通常用于濾波開關穩壓器的輸出電壓,但LC濾波器等無源濾波器(見圖1)也有一些缺點。根據濾波器所需的截止頻率,空間要求有時相當可觀,電感器可能很昂貴。然而,無源濾波器的最大缺點是濾波器增加了一定的損耗和輸出電壓(如V。外在圖1中),根據工作電流而變化。因此,產生的電壓的直流調節精度相當低。
圖1.開關穩壓器輸出端的無源濾波器。
通常使用線性穩壓器代替無源LC濾波器來清理開關穩壓器產生的電壓。它們通常具有非常高的電源抑制比(PSRR)。這意味著線性穩壓器的輸入紋波在大多數情況下被阻斷,因此線性穩壓器的輸出紋波非常低。此外,線性穩壓器的輸出電壓有自己的閉環,因此調節良好且精度高。
線性穩壓器在非常重要的規格方面也有所不同,即它們通過內部基準電壓和內部誤差放大器自身產生的噪聲。在需要低干擾(低噪聲)的應用中,線性穩壓器產生的干擾起著重要作用。超低噪聲線性穩壓器可用于此目的。
使用線性穩壓器濾除開關穩壓器產生的電壓的概念如圖2所示。該方案不僅適用于正電壓,也適用于負電壓。一個典型的用例是,必須非常精確地測量–5 V至+5 V之間的雙極性信號,并使用模數轉換器進行數字化。信號路徑的輸入級需要一個具有正負電壓的低噪聲雙極性電源。對于正電壓,市場上有許多線性穩壓器提供高PSRR和相當低的干擾。特別是對于高度關鍵的應用,ADI公司提供了多種解決方案。然而,對于負電壓,只有少數線性穩壓器用于此類應用。例如,新型 LT3094 可用于濾波一個非常高的 PSRR 的負電壓,并具有極低的噪聲水平,這對于對來自電源的干擾做出敏感響應的應用非常重要。圖 3 示出了 LT3094 在不同頻率下的 PSRR。對于開關頻率為1 MHz的開關穩壓器,LT3094線性穩壓器可提供約75 dB的PSRR。LT3094的噪聲電平僅為0.8 μV rms,介于10 Hz和100 kHz之間。
圖2.線性穩壓器,作為開關穩壓器輸出端的有源濾波器。
圖3.LT3094 線性穩壓器針對負電壓的電源抑制比。
線性穩壓器可以濾除正輸出電壓和負輸出電壓的電源紋波。這種類型的濾波對于負電壓范圍也非常有用。由于用于負電壓的特殊低噪聲類型有限,因此很難找到合適的器件。隨著新的Power by Linear的發布?ADI公司的LT3094現在提供具有極高PSRR的極低噪聲選項。
審核編輯:郭婷
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