负线性稳压器在 1 MHz 下具有 0.8 μV RMS 噪声和 74 dB 电源抑制比
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低压差 (LDO) 线性稳压器广泛应用于噪声敏感型应用已有数十年了。然而，随着最新的精密传感器、高速和高分辨率数据转换器 (ADC 和 DAC) 以及频率合成器 (PLL/VCO) 不断向传统的 LDO 稳压器提出挑战，以产生超低输出噪声和超高电源纹波抑制 (PSRR)，噪声要求变得越来越难以满足。例如，在为传感器供电时，电源噪声会直接影响测量结果的准确性。开关稳压器通常用于配电系统，以实现更高的整体系统效率。为了构建低噪声电源，LDO 稳压器通常会对噪声相对较高的开关转换器的输出进行后级调节，而无需使用庞大的输出滤波电容。LDO 稳压器的高频 PSRR 性能变得至关重要。 2015 年推出的 LT3042 是业界首款在 1 MHz 下仅有 0.8 μV rms 输出噪声和 79 dB PSRR 的线性稳压器。两款类似的器件 LT3045 和 LT3045-1 可提供更高的额定值和附加功能。所有这些器件都是正 LDO 稳压器。当系统具有双极性器件 (例如运算放大器或 ADC) 时，必须在极性电源设计中使用负 LDO 稳压器。LT3094 是首款具有超低输出噪声和超高 PSRR 的负 LDO 稳压器。表 1 列出了 LT3094 及相关器件的主要特性。 典型应用 LT3094 具有精密电流源基准，后接高性能输出缓冲器。负输出电压可通过流过单个电阻的 -100 µA 精密电流源进行设置。这种基于电流基准的架构可提供宽输出电压范围 (0 V 至 -19.5 V)，并提供几乎恒定的输出噪声、PSRR 和负载调节，与设置的输出电压无关。图 1 显示了一个典型应用，演示板如图 2 所示。整体解决方案尺寸大约仅为 10 mm × 10 mm。
图 1.−3.3 V 输出低噪声解决方案
图 2.演示电路显示了一个 -3.3 V 微型解决方案
LT3094 具有超低输出噪声，在 10 Hz 至 100 kHz 范围内为 0.8 µV rms，并且在 1 MHz 时具有 74 dB 超高 PSRR。此外，LT3094 具有可编程电流限制、可编程电源良好阈值、快速启动功能和可编程输入至输出电压控制 (VIOC)。当 LT3094 对开关转换器进行后级调节时，如果 LDO 稳压器输出电压可变，LDO 稳压器两端的电压将通过 VIOC 功能保持恒定。 LT3094 通过内部保护功能避免器件损坏，包括具有折返功能的内部限流、热限制、反向电流和反向电压保护。 直接并联实现更高的电流 LT3094 可以轻松并联以增加输出电流。图 3 显示了使用两个并联的 LT3094 实现 1A 输出电流的解决方案。为了使两个器件并联，将 SET 引脚连接在一起，并在 SET 引脚和地之间放置一个 SET 电阻 RSET。流过 RSET 的电流为 200 µA，是单个器件中 SET 电流量的两倍。为了获得良好的均流特性，LT3094 的每个输出都使用一个 20 mΩ 的小镇流电阻。
图 3.两个并联 LT3094 的原理图 图 4 显示了图 3 中电路的热性能，其中输入电压为 −5 V，输出电压为 −3.3 V，运行于 1A 负载电流下。每个器件的温度大约升至 50℃，表明热量均匀分布。对于更高输出电流和更低输出噪声，可以并联的器件数量没有限制。
图 4.两个并联 LT3094 的热图像 |
