一種基於電流源基準型LDO的放大器供電時序電路的應用
發布時間:2023-11-10 來源:Arrow 責任編輯:wenwei
【導讀】相信你們在設計電路中經常會碰到有時序要求的電路,比如說FPGA數字電路的供電,比如我們給模擬放大器的供電,等等。通常來說,我們有sequencers這種產品,其中又分為模擬時序控製芯片和數字時序控製芯片;模擬時序控製芯片,將電源輸出電壓作為輸入信號,實時監測電源輸出,當電源輸出達到閾值時,會給一個類似於power good的電平信號,這樣可以將這個電平信號控製下一級電源的EN,從而控製下一級電源電路的開啟,從而達到時序控製的目的。
下圖以ADI 模擬時序控製芯片ADM1085為例,如圖一。數字時序電路類似,通常是將已經寫好的狀態機儲存在EEPROM中,上電了就能讓狀態機控製時序。
圖一 ADM1085時序控製電路
隨著GaAs技術的不斷提升,其高頻低噪聲的特點被人們發現,從而廣泛的應用於衛星通訊、微波點對點連線、leidaxitongdengdifang,congyingyongshangshuo,womendefangdaqidepindaikeyizuodeyuelaiyuekuan,zaoshengyezuodeyuelaiyuehao,danshitayouyigebijiaodadequedian,xuyaofuyagongdian,bingqiexuyaokongzhihaofuyagongdiandeshixu,shixukongzhidebuhao,henrongyishaohuifangdaqi,erzhezhongkuanpinfangdaqidechengbentongchanghengao,suoyishixukongzhidianludeshejijiuzhiguanzhongyao,rutu2,是一種工作在26.5G的LNA的供電時序要求。
tongchanglaishuo,yishangtongyongdeshixukongzhidianlu,jibenshangdoushikongzhizhengdianyuandeshixukongzhi,muqianduifuyashixukongzhidedianlujibenshangbijiaoshao,bingqieshangdianshixuheduandianshixuyaoqiubuyiyang,suoyimuqianjiyuzhezhongteshushixudianludeyanjiujiupozaimeijie,benwenjiangyiADI低噪聲,電流型LDO, LT3042為例,探討LT3042為這種寬頻放大器供電時序的可行性。
Power good,顧名思義,就是電源OK的意思,由於現在電源產品的集成度越來越高,通常將power good功能集成在電源裏麵,一般的DCDC,會監控輸出電壓,當輸出電壓達到90%以上的設定值時,會讓PG電平為高,我們直接用一個上拉電阻將PG與Vout連接起來就能使PG為高電平,從而給下一級電源一個使能信號,類似於我們上麵講到的模擬sequencer的控製原理。
圖2 GaAs寬頻放大器的供電時序
LT3042是一款超低噪聲的電流型LDO,由於內部集成了低噪聲電流源,直接用一個外部電阻就能控製輸出電壓,這種控製方式最大的優勢是噪聲,PSRR,環huan路lu增zeng益yi都dou與yu輸shu出chu電dian壓ya無wu關guan,不bu隨sui輸shu出chu電dian壓ya變bian化hua而er變bian化hua,並bing且qie實shi現xian超chao低di噪zao聲sheng,相xiang比bi於yu電dian壓ya型xing基ji準zhun,電dian流liu型xing基ji準zhun沒mei有you反fan饋kui電dian阻zu環huan路lu,輸shu出chu噪zao聲sheng大da幅fu度du降jiang低di。目mu前qian此ci芯xin片pian輸shu出chu噪zao聲sheng低di至zhi0.8µVRMS (10Hz to 100kHz), Ultrahigh PSRR: 79dB at 1MHz,支持多相並聯輸出,可多片多相輸出大電流,目前我們基於LT3042架構,最高單片輸出1A的LDO為LT3041,LT3042單片輸出200mA,基於超低噪聲,超高的PSRR,LT3042非常適合給RF LNA供電。咱們來看看LT3042的功能框圖,如圖三所示。
在係統框圖裏麵,有100uA的精密電流源,Setguanjiaozhelixuwaijieyigejingmidianzu,dianliuyuanhecijingmidianzugouchengjingmijizhunyuan,shuchudianyayucijizhunyuanbijiao,dangshuchudianyayujizhundianyaxiangdengshi,dianyashuchuwentai,cishiQPWR 管工作在線性區。為了輸出電壓穩定和低噪聲起見,Set管腳通常會對地加一個4.7uF的電容,通常這個電容會使輸出電壓啟動時間變長,為了實現快速啟動,內部集成了2mA的電流源,在輸出電壓達到設定值之前加快電壓啟動,輸出電壓分壓與300mV的內部基準電壓源比較,當PGFB管腳電壓達到300mV時,關掉2mA的電流源,實現輸出電壓為100uA*Rset,並且實現PGFB電壓可調的功能,現在讓我們來用LTspice仿真下使能Fast Start-Up和不使能Fast Start-Up的對比。如圖四,不使能Fast Start-Up;圖五,使能Fast Start-Up。
圖3 LT3042的功能框圖
圖4 不使能Fast Start-Up
圖5 使能Fast Start-Up,截止點在輸出電壓為3.27V(可調)
那麼如何實現圖2所要求的的電源時序控製呢,我們將利用VDD2電源的powergood去使能VSS2,另外利用LT3042的輸出緩啟動達到滯後VSS2的目的,我們看看效果如何,電路圖如圖六。
圖6 放大器供電電源圖
圖7 上電過程,VDD2率先穩定,VSS2其次,大概1ms VDD2達到輸出電壓,VSS2達到90%輸出
圖8,上電過程,VDD1大概需要3.5S左右達到預定輸出電壓,此時快速啟動關閉
由上麵的仿真分析可以看到,上電過程不存在問題,上電順序為VDD2,VSS2,VDD1。我們後續在設計放大器供電時序可以參照這種方案,全部都是硬件控製,無需處理器給控製信號,簡化了我們的硬件電路設計。
由you於yu現xian在zai電dian源yuan的de集ji成cheng度du越yue來lai越yue高gao,集ji成cheng的de功gong能neng越yue來lai越yue多duo,供gong我wo們men選xuan擇ze的de硬ying件jian方fang案an也ye越yue來lai越yue多duo,我wo們men可ke以yi根gen據ju我wo們men應ying用yong的de需xu要yao,選xuan擇ze最zui適shi合he我wo們men的de電dian源yuan方fang案an設she計ji。
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