Аннотация
В отрасли появился новый тип продукта – цифровой линейный стабилизатор с низким падением напряжения (LDO). При очень малых размерах он обеспечивает телеметрию и возможность регулирования линейного источника питания. Такие решения используются в приложениях с ультранизким уровнем шума в сфере радиочастотной техники и приборостроения.
Введение
Линейные стабилизаторы напряжения – это простые преобразователи напряжения, в которых более высокое входное напряжение преобразуется в более низкое выходное. Они ведут себя как динамический резистор, который всегда подстраивается точно под значение, необходимое для поддержания заданного выходного напряжения постоянным при определенном токе.
Благодаря наличию множества различных, простых в использовании импульсных преобразователей энергии, в большинстве приложений имеющих гораздо более высокий КПД, линейные регуляторы используются все реже. Однако есть один случай, когда линейные регуляторы по-прежнему играют очень важную роль. Это касается фильтрации напряжений, вырабатываемых импульсными регуляторами. Пример показан на Рисунке 1. Импульсный источник питания вырабатывает выходное напряжение с пульсациями, обусловленными его технологией. Линейный регулятор обычно имеет хороший коэффициент подавления пульсаций питания (PSRR). Он показывает, насколько хорошо компонент способен подавлять помехи на разных частотах.
 |
|
| Рисунок 1. | Типичное применение линейного регулятора для фильтрации напряжения импульсного преобразователя. |
Для приложения, показанного на Рисунке 1, был разработан специальный тип линейного регулятора. Он называется линейным регулятором со сверхнизким уровнем шума. В дополнение к высоким значениям PSRR, эти линейные регуляторы создают очень низкий уровень шума, особенно в диапазоне низких частот от 1 Гц до 100 кГц.
Типичные варианты использования подобных малошумящих источников питания включают широко- и узкополосные прецизионные схемы, такие как системы фазовой автоподстройки частоты, генераторы, управляемые напряжением, смесители, малошумящие усилители и усилители мощности, а также высокоточные измерительные приборы.
Для некоторых из этих реализаций полезно иметь возможность определять состояние источника питания. Система может использовать информацию о входном и выходном напряжении, токе нагрузки и температуре линейного регулятора для подтверждения правильности работы схемы. Для таких приложений доступно новое решение – цифровой LDO-регулятор.
Цифровой LDO-регулятор сконструирован так же, как и обычный LDO-регулятор с ультранизким уровнем шума, но с цифровым интерфейсом PMBus. На Рисунке 2 показана система, аналогичная системе на Рисунке 1, но с цифровым LDO-регулятором LT3074.
 |
|
| Рисунок 2. | Цифровой линейный регулятор для приложений с ультранизким уровнем шума. |
Цифровые LDO-регуляторы – это новая категория продуктов. В прошлом можно было комбинировать цифровые интерфейсные устройства, такие как LTC2972, со сверхмалошумящими линейными стабилизаторами, такими как LT3041. Однако это требовало увеличения площади платы и усложняло конструкцию схемы. В новом цифровом LDO, таком как LT3074, все объединено в одной микросхеме. Эта интегральная схема представляет собой линейный регулятор с цифровым интерфейсом для настройки таких параметров LDO, как уровень ограничения тока, выходное напряжение и телеметрия для получения информации о рабочем состоянии схемы.
Рассмотрим пример системы, в которой микроконтроллер взаимодействует с LDO-регулятором. Для оценки работы такой системы можно использовать LTpowerPlay (Рисунок 3). Это бесплатная программа, которую можно загрузить с веб-сайта ADI [1]. Она представляет собой графический интерфейс пользователя, который через USB взаимодействует с интерфейсом PMBus цифрового LDO-регулятора.
 |
|
| Рисунок 3. | Программа LTpowerPlay для связи с цифровым LDO-стабилизатором LT3074. |
Наконец, возникает вопрос, почему эта технология, то есть объединение цифрового подключения со сверхмалошумящим LDO-регулятором, не была доступна ранее. Это связано со сложностью совмещения цифровых тактируемых компонентов схемы со сверхмалошумящей технологией LDO без помех, проникающих со стороны цифровой части в аналоговую часть интегральной схемы. С появлением микросхемы LT3074, среднеквадратичное значение шума которой составляет 1.2 мкВ (в полосе от 10 Гц до 100 кГц), такое совмещение было достигнуто.
Заключение
Новые достижения в области линейных стабилизаторов привели к созданию первого цифрового LDO-регулятора. Такие устройства помогут создавать более совершенные системы в области радиочастотной техники, приборостроения и медицинского оборудования. Системы станут более надежными благодаря интегрированной функции телеметрии, будут иметь больше функций благодаря возможности настройки параметров и будут компактнее благодаря высокому уровню интеграции.
Купить LT3041 на РадиоЛоцман.Цены
