通常,在电源方面,由于其基本工作原理,高效的DC / DC转换器可能会成为重要的噪声源。
它们不仅会在转换器的开关频率处产生低频纹波,还会在转换器功率级中因电压和电流的快速转换而产生高频噪声。
与开关稳压器结合使用的降噪技术示例包括其他滤波无源元件(例如缓冲电路,铁氧体磁珠和馈通电容器),或在电源路径中包括线性电源(例如低压差稳压器)。
尽管这些解决方案在大多数应用中都能很好地发挥作用,但它们在效率,解决方案尺寸和总电源解决方案的成本方面可能会有所取舍,尤其是在诸如患者监护仪,智能仪表和智能设备等领域。
在始终处于运行状态的应用程序中,例如传感器和物联网系统。
在数据采集和/或射频(RF)通信事件期间,无噪声的环境无疑将使许多应用受益。
但是,电源设计人员需要考虑效率(换句话说,电池寿命),电路板空间和组件成本之间的权衡是否对他们的设计有意义。
当证明可能存在问题时,现代的DC / DC转换器确实提供了有助于减少设计权衡影响的功能。
TPS62840 DC / DC转换器就是一个例子,它是一种超低(60nA)静态电流,高效,750mA降压型稳压器,旨在在始终开启的应用中最大限度地延长电池寿命,并可用于启动应用。
TPS62840的STOP输入引脚(参见图1)立即(在当前开关周期之后)并暂时停止稳压器的开关。
在这段时间内,存储在输出电容器中的电荷为应用供电;稳压器将永远不会产生纹波或开关噪声。
在这种情况下,应用程序可以执行无失真,准确的数据采集和RF通信程序。
当然,在系统运行时,在设备的输出电压达到系统的临界水平之前重新启动设备非常重要。
一旦将逻辑低电平施加到STOP引脚,稳压器将立即恢复开关操作,而没有任何启动和/或软启动延迟。
图2说明了STOP特性,该特性用于操作具有脉冲频率调制(PFM)(图2a)或强制脉冲宽度调制(PWM)(图2b)的DC / DC转换器。
在PFM操作(a)中,VIN = 3.6 V,VOUT = 1.8 V,IOUT = 10 mA,强制PWM操作(b),使用TPS62840STOP模式操作(蓝色是STOP引脚的输入信号,洋红色是输出)电压,绿色是电感器电流)。
测量值包括COUT = 10 µF。
STOP模式下无噪声测量/ RF通信事件所需的时间取决于设置的输出电压VOUT,SET,输出电容值COUT,所需的输出电流IOUT和施加的电压容差。
在图2的示例中(VIN = 3.6 V,VOUT,SET = 1.8 V,IOUT = 10 mA,COUT = 10 µF),在时间t = 38 µs之后达到了约50 mV的压降。
如果恒定的输出电流IOUT对输出电容器COUT放电,则可以使用公式1估算STOP模式下的输出电压行为VOUT(t)作为时间t的函数:VOUT(t)= VOUT,SET – IOUT×t / COUT (1)设计具有强噪声控制要求的常开电源架构时,请确保检查TPS62840的STOP功能。
结合其他功能,例如在低至IOUT =1μA的输出电流时80%的轻载效率,或者通过在VSET引脚上连接一个电阻器就可以在16个预定义的输出电压之间进行选择的可能性,TPS62840可以帮助最大程度地提高电池电量系统的使用寿命,同时最大程度地减少了所需的其他组件数量。