操作運算放大器、驅動器或傳感器等電子設備通常需要雙極性電源,但在負載點很少有雙極性電源可用。LTC?3260 是一款具有雙通道低噪聲 LDO 穩壓器的反相充電泵 (無電感) DC/DC 轉換器,能夠采用單個寬輸入 (4.5V 至 32V) 電源產生正電源和負電源。它可以在高效突發模式操作和低噪聲恒定頻率模式之間切換,使其對便攜式和噪聲敏感型應用都具有吸引力。LTC3260 采用扁平 3mm × 4mm DFN 或耐熱性能增強型 16 引腳 MSOP 封裝,從而產生了具有最少外部組件的緊湊型解決方案。圖 1 示出了一款采用 LTC12 的典型 5V 至 ±3260V 應用。
圖1.典型值 12V 至 ±5V 電源
反相電荷泵
LTC3260 能夠從其充電泵輸出端 VOUT 上的反相輸入電壓提供高達 100mA 的電流。VOUT 還可用作負 LDO 穩壓器 LDO– 的輸入電源。電荷泵頻率可通過單個外部電阻器在 50kHz 至 500kHz 之間調節。MODE 引腳用于在高效率突發模式操作或恒定頻率模式之間進行選擇,以滿足低噪聲要求。
恒頻模式
RT 引腳上的單個電阻器用于設置電荷泵的恒定工作頻率。如果RT引腳接地,則電荷泵工作在500kHz,其中開環輸出電阻(R老)和輸出紋波經過優化,允許最大可用輸出功率,峰峰值輸出紋波僅為幾毫伏。
如圖2所示,通過降低工作頻率可以提高輕負載效率,但代價是輸出紋波增加。
圖2.LTC3260 VIN 至 VOUT 和 VIN 至 LDO – 圖 1 中電路的效率與頻率的關系
較低的工作頻率會產生較高的有效開環電阻(ROL),但降低的開關速率也會降低輸入電流,從而提高輕負載時的效率。此外,在相對較重的負載下,增加的ROL降低了VOUT和LDO-之間的有效差值,從而降低了負LDO的功耗。累積結果是在高輸入電壓和/或輕負載下實現更高的整體效率。降低頻率會增加輸出紋波,如下文和圖3所示。
一般而言,恒定頻率模式適用于即使在輕負載下也需要低輸出紋波的應用,但使用突發模式操作可以進一步提高輕負載效率,如下所述。
圖3.VOUT 500mA 負載時 200kHz、50kHz 和 20kHz 時的恒定頻率紋波比較
突發模式操作
圖4顯示了脈沖模式操作下電荷泵的輕負載效率。突發模式操作比恒定頻率模式增加輸出紋波,但紋波的增加僅占VIN的一小部分,如圖5所示。突發模式操作是通過對接近 –VIN 的 VOUT 進行充電來實現的。然后,LTC3260 進入一種低靜態電流睡眠狀態 (在兩個 LDO 穩壓器均使能時約為 100μA),直到達到突發遲滯。然后電荷泵喚醒,循環重復。平均 VOUT 約為 –0.94VIN。隨著負載的增加,電荷泵更頻繁地運行以保持輸出處于穩壓狀態。如果負載增加足夠多,電荷泵會自動切換到恒定頻率模式以保持穩壓。
圖4.LTC3260 突發模式操作效率
圖5.V外突發模式下的紋波
雙 LDO
LTC3260 的兩個 LDO — 由 V 供電的正 LDO 穩壓器在和由 V 提供的負 LDO 穩壓器外— 能夠支持 50mA 負載。每個LDO具有一個300mV的壓差和一個50mA的輸出,并具有一個調節引腳,允許通過一個簡單的電阻分壓器來設置輸出電壓。LDO穩壓器可以單獨使能。英文版–引腳使能反相電荷泵和LDO–.當兩個穩壓器均停用時,該器件關斷時靜態電流僅為 2μA。LDO基準可以通過在每個旁路引腳上添加一個電容來濾除,以進一步降低LDO穩壓器輸出端的噪聲。
結論
LTC3260 采用單個正電源產生低噪聲正電源和負電源。LTC3260 具有可選的突發模式操作以在電池供電型器件中實現輕負載效率,或具有低噪聲恒定頻率模式以用于噪聲敏感型應用。LTC3260 的反相充電泵和雙通道 LDO 穩壓器的組合為具有 4.5V 至 32V 輸入的應用提供了優雅的解決方案。
審核編輯:郭婷
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