Bộ nguồn đối xứng ±5V dễ dàng cho mạch analog chỉ tiêu thụ 720nA khi không tải

Mạch analog thường cần nguồn điện phân áp để đạt được nối đất ảo ở đầu ra của bộ khuếch đại. Các bộ nguồn phân áp này thường là các bộ nguồn thấp hỗ trợ tải dòng điện chênh lệch hàng chục mA. Hình 1 cho thấy một bộ nguồn như vậy sử dụng hai bộ điều chỉnh giảm áp LTC3388-3 20V được cấp nguồn từ nguồn điện 6V–12V.

Figure 1
Chuyển nguồn đơn thành +-5V

Đường ray điện áp dương được tạo bằng cách định cấu hình một LTC3388-3 trong cấu trúc liên kết Buck tiêu chuẩn của nó trong khi đường ray điện áp âm được tạo bằng LTC3388-3 thứ hai bằng cách nối đất VOUT và sử dụng chân GND làm đường ray điện áp âm. Đường ray điện áp âm được kết nối với miếng đệm hở của LTC3388-3 này và phải được cách ly với mặt đất của hệ thống và có đủ diện tích bề mặt để cung cấp đủ khả năng làm mát cho LTC3388-3.

LTC3388-1 và LTC3388-3 là các bộ điều chỉnh giảm áp hiệu suất cao, chỉ tiêu thụ dòng điện một chiều 720nA (điển hình) khi không tải trong khi vẫn duy trì khả năng điều chỉnh đầu ra. Chúng có khả năng cung cấp dòng tải lên tới 50mA và có tính năng khóa điện áp thấp (UVLO) chính xác để duy trì dòng điện tĩnh thấp khi đầu vào dưới 2,3V. Điện áp đầu ra được lập trình kỹ thuật số thành bốn điện áp đầu ra được điều chỉnh cùng với chân trạng thái PGOOD cho biết rằng đầu ra cao hơn 92% (typ) của cài đặt đầu ra. LTC3388-1 có thể được đặt kỹ thuật số thành 1,2V, 1,5V, 1,8V hoặc 2,5V trong khi LTC3388-3 có thể được đặt thành 2,8V, 3,0V, 3,3V hoặc 5,0V. Cả hai thiết bị đều có sẵn ở dạng gói MSE 10 đạo trình hoặc gói DFN 3 mm × 3 mm.

Nguyên lý hoạt động của nguồn đối xứng dạng buck LTC3388

Cấu hình LTC3388 làm bộ điều chỉnh Buck tạo ra điện áp dương bằng cách tăng dòng điện cảm ứng lên tới IPEAK (loại 150mA) thông qua một mạch điện bên trong Chuyển đổi PMOS và sau đó giảm dòng điện xuống 0mA thông qua công tắc NMOS bên trong. Hành động này sạc tụ điện đầu ra cao hơn một chút so với điện áp quy định tại thời điểm bộ điều chỉnh Buck chuyển sang chế độ ngủ.

Khi điện áp đầu ra giảm do tải bên ngoài, bộ điều chỉnh Buck vẫn ở chế độ tắt và bộ so sánh thời gian tắt bên trong sẽ giám sát điện áp đầu ra. Khi điện áp đầu ra giảm xuống dưới mức điện áp quy định, bộ điều chỉnh Buck sẽ hoạt động và chu kỳ lặp lại. Phương pháp kích thích này nhằm cung cấp đầu ra được điều chỉnh giúp giảm tổn thất liên quan đến chuyển mạch MOSFET và duy trì điện áp đầu ra ở mức tải nhẹ. Bộ điều chỉnh Buck có thể hỗ trợ dòng tải trung bình 50mA khi nó chuyển mạch.

Đường ray điện áp đầu ra âm được tạo ra bằng cách nối đất nút VOUT của bộ điều chỉnh Buck. Điều này đặt kết nối tham chiếu mặt đất của LTC3388 làm đường ray điện áp âm. Điện áp từ chân VIN đến đường ray điện áp âm là tổng của điện áp đầu vào cộng với độ lớn của đường ray điện áp âm. Điều này giới hạn điện áp nguồn ở mức 20V (VIN(MAX)) của LTC3388 trừ đi độ lớn của điện áp đường ray âm.

Dòng điện cảm được tăng lên tới IPEAK thông qua công tắc PMOS bên trong như trong cấu hình bộ điều chỉnh Buck và sau đó giảm xuống 0 thông qua Công tắc NMOS, sạc tụ điện đầu ra đến điện áp âm. Hành động chuyển mạch này là hành động đảo ngược của bộ chuyển đổi tăng cường đồng bộ dẫn truyền tới hạn. Dòng điện đầu ra tối đa của cấu hình này bị giới hạn bởi dòng điện cực đại của cuộn cảm, điện áp đầu vào và độ lớn của điện áp đầu ra. Biểu thức bên dưới ước tính dòng điện đầu ra tối đa hiện có.

image 32
Bộ nguồn đối xứng ±5V dễ dàng cho mạch analog chỉ tiêu thụ 720nA khi không tải 6

Trong ứng dụng cấp nguồn điện áp phân chia, mạch tương tự được kết nối giữa đường ray điện áp dương và đường ray điện áp âm. Điều này dẫn đến dòng tải của cả hai bộ điều chỉnh có độ lớn bằng nhau. Hình 2 là đồ thị của dòng điện đầu vào so với dòng điện đầu ra của mạch trong Hình 1. Ở dòng tải rất thấp, <10μA, ảnh hưởng của dòng tĩnh đầu vào có thể được coi là phần bù dương trong dòng điện đầu vào. Đối với dòng tải cao hơn, >100μA, hiệu ứng này là tối thiểu và dòng điện đầu vào xấp xỉ bằng dòng điện đầu ra. Biểu thức của dòng điện đầu vào có thể xấp xỉ như sau:

image 33
Bộ nguồn đối xứng ±5V dễ dàng cho mạch analog chỉ tiêu thụ 720nA khi không tải 7
Figure 2
Hình 2. Dòng điện đầu vào so với dòng điện đầu ra đối với nguồn điện phân áp trong Hình 1 (đường cong –5V cũng áp dụng cho nguồn điện –5V như trong Hình 3).

Cung cấp điện áp âm

Hình 3 cho thấy cấu hình tăng cường Buck tạo ra đường ray điện áp đầu ra âm. Trong cấu hình này, điện áp đầu vào chỉ cần cao hơn điện áp UVLO 2,5V (chuẩn) để khởi động bộ điều chỉnh. Đường cong –5V trong Hình 2 áp dụng ở đây với đầu vào 12V, như trong mạch trước.

Figure 3
Hình 3. Nguồn điện áp âm.

Phần kết luận

Bộ nguồn phân chia điện áp dễ triển khai sử dụng LTC3388 mang lại dòng tĩnh thấp, giải pháp hiệu suất cao để cấp nguồn cho các mạch tương tự dòng điện thấp cần đầu ra nối đất ảo. Điện áp đầu ra của mỗi thiết bị được lập trình kỹ thuật số thành bốn điện áp đầu ra từ 1,2V đến 5,0V và sẽ hỗ trợ dòng tải lên tới 50mA. Mỗi bộ điều chỉnh chỉ yêu cầu bốn tụ điện bên ngoài và một cuộn cảm, bao phủ diện tích bo mạch tối thiểu. Chân trạng thái PGOOD được cung cấp để cho biết khi nào đầu ra nằm trong mức quy định. LTC3388-1 và LTC3388-3 có sẵn ở dạng gói MSE 10 đầu dây hoặc gói DFN 3 mm × 3 mm.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *

Ads Blocker Image Powered by Code Help Pro

Vui lòng bỏ chặn quảng cáo!

Chúng tôi đã phát hiện ra rằng bạn đang sử dụng tiện ích mở rộng để chặn quảng cáo.  Hãy ủng hộ chúng tôi bằng cách vô hiệu hóa các trình chặn quảng cáo này.

Powered By
Best Wordpress Adblock Detecting Plugin | CHP Adblock
Chat Zalo

0914969904

error: Đừng cố copy bạn ơiiii :((