電源“芯”趨勢 | 帶您走進低噪聲和高精度
發布時間:2021-04-13 來源:TI 責任編輯:wenwei
【導讀】在我們的日常工作中,電源管理對實現電子元件的進一步集成至關重要。數十年來,TI 致力於開發新的工藝、封裝和電路設計先進技術,從而為您的設計提供出色的電源器件。
無論您是需要提高功率密度、延長電池壽命、減少電磁幹擾、保持電源和信號完整性,還是維持在高電壓下的安全性,我們都致力於幫您解決電源管理方麵的挑戰。德州儀器 ( TI ) 是與您攜手推動電源進一步發展的合作夥伴。
本文將講解如何實現低噪聲和高精度:增強電源和信號完整性,以提高係統級保護和精度。
要實現精密信號鏈,低噪聲 LDO 穩壓器和開關轉換器、精密的監控和可靠的保護是必不可少的。對於電動汽車電池監測、測試和測量以及醫療等應用,TI 使用專用的電源處理技術以及先進的電路和測試技術,可提高精度、更大限度地減少失真,並降低線性和開關電源轉換器的噪聲。
TI 低噪聲和高精度技術的優勢
● 減少 IC 誤差源
● 係統噪聲消減
減少 IC 誤差源
(1)利用 TI 高度優化的低噪聲互補金屬氧化物半導體 (CMOS) 工藝來減少工藝的非理想因素
(2)利用先進的電路和測試技術來降低工藝非理想因素的影響

圖 1. 噪聲與頻率曲線圖
(3)采用了陶瓷封裝和電路板應力管理等先進技術

圖 2. 調節器件和電路板應力
係統噪聲消減
(1)技術的進步支持通過高電源抑製比 (PSRR) 低壓降穩壓器 (LDO) 和片上濾波實現更高的係統級抗幹擾和抗噪性能

圖 3. 高 PSRR 可實現更好的濾波
和更低的輸出噪聲
如何降低 LDO 噪聲?
LDO 中的主要噪聲源來自帶隙基準源,可使用兩種方法來降低 LDO 中的噪聲。下麵內容詳細說明了這兩種方法。
降低噪聲的一種方法是降低 LDO 帶寬,這可以通過降低 LDO 內部誤差放大器的帶寬來實現。但是,如果我們降低誤差放大器的帶寬,則會降低 LDO 瞬態響應速度。
另一種方法是使用低通濾波器 (LPF)。我們知道,LDO 噪聲的最主要來源是內部的帶隙基準源。因此,我們可在帶隙輸出和誤差放大器輸入之間插入一個 LPF,從而在誤差放大器將帶隙噪聲放大之前將其降低。通常,該 LPF由一個內部大電阻器和一個外部電容器組成。此濾波器的截止頻率設置得越低越好,從而濾除幾乎所有的帶隙噪聲。
這裏始終有一個問題:為什麼占用大部分芯片麵積的大功率導通元件(主要是 FET)不bu是shi主zhu要yao噪zao聲sheng源yuan?答da案an是shi沒mei有you增zeng益yi。作zuo為wei主zhu要yao噪zao聲sheng源yuan的de帶dai隙xi基ji準zhun源yuan連lian接jie至zhi誤wu差cha放fang大da器qi的de輸shu入ru端duan,因yin此ci會hui被bei誤wu差cha放fang大da器qi的de增zeng益yi放fang大da。我wo們men知zhi道dao,要yao研yan究jiu輸shu出chu噪zao聲sheng,首shou先xian要yao了le解jie運yun算suan放fang大da器qi輸shu入ru的de每mei個ge噪zao聲sheng影ying響xiang因yin素su;所以,要研究導通 FET 的噪聲,需要先找到噪聲的影響因素,即導通 FET 和誤差放大器輸入之間的開環增益。開環增益非常大,因此,導通 FET 的其他噪聲影響因素通常可以忽略不計。
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