[参考译文] 用于 ADC 电路的干净+5V 电源-降压-升压- LDO 解决方案

您好、Shmuel、

我已与一位同事进行了交谈、以帮助回答这个问题、但我想先添加我的想法。
TPS7A20将于今年晚些时候推出、如果您的计划允许、它可能是采用极小型器件封装的理想选择。
高级数据表中的 PSRR 图如下所示。  通过选择合适的输出电容器、您可以在升压转换器的开关频率下提高 PSRR。  它应该采用0.603mm x 0.603mm 封装。  

您可以通过降低升压转换器的开关频率来获得 PSRR、这将影响升压转换器磁性的物理尺寸。  如果您需要的 PSRR 比任何 TI 线性稳压器图中所示的多、则可以放置两个串联的 LDO 副本、这将导致 PSRR 值增加、从而提高噪声抑制能力。  因此、如果 LDO 在 Fsw 处具有50dB 的衰减、则2次复制将具有100dB 的衰减。  TLV751是一款双 LDO、如果需要两个串联的 LDO、则可能是一个不错的选择、而 TPS7A20将无法及时满足您的计划。  我的同事很快会提供其他反馈。

谢谢、

斯蒂芬

尊敬的 Stephen：

感谢您的快速响应。

我查看了 TPS7A20、尽管封装尺寸很大、但封装(X2SON)的设计对于我们的 PCB 生产来说可能太难了 (器件间距为0.4mm、并且从焊盘到中间引脚的 X2SON 0.22mm 间隙可能太小！) 你还有事吗？

降压-升压又如何？

此致

Shmuel  

您好、Shmuel、

以下是 TPS7A20预计采用的封装。
TPS7A20的任何其他封装是否适合您？

X2SON：1mm x 1mm

DSBGA：0.603mm x 0.603mm

SOT23-5：2.90mm x 1.6mm

我的同事还建议将 TPS7A87用于双通道器件(同样、通过串联连接将 PSRR 增加2倍)。  
如果您认为单个 LDO 器件将提供足够的 PSRR (这也会减少空间)、TPS7A90或 LP5912可能在这里运行良好。

如果这些器件适合您、我们可以与低电压开关团队合作、以实现最佳的升压转换器。

谢谢、

斯蒂芬

尊敬的 Stephen：

非常感谢您的回答和建议。  

 TPS7A20封装并不适合我们、而且我们更希望采用已经发布并已上市的器件

我们的空间很小、因此双通道器件实际上不是一个选项(我们还有一个为 LDO 馈送降压/升压)

LP5912看起来不错、但我更倾向于 采用更小的 MIC5219-5.0YMT-TR 封装、这种封装似乎具有相似的额定值！

对于降压-升压、我目前正在考虑 将 MAX77827设置为+5.3V！

此致

您好、Shmuel、

回顾一下、与竞争对手的组件相比、LP5912确实更适合您。
如果您希望我与开关团队的某个人接洽、我们还可以查看开关转换器。

让我们来解决设计难题。  
开关转换器的频率典型值为2.5MHz、在整个温度范围内、频率范围可介于2.2MHz 至2.8MHz 之间。
让我们假设这是所选器件的开关频率、此时与制造商无关。

如果您要设计具有升压推导拓扑的开关转换器、通常由于 RHP 零纹波和高纹波含量而具有低带宽。  由于瞬态响应、低带宽会导致更大的输出电压偏差。  您的空间受限、因此不能在升压转换器的功率级之后添加次级低通 LC 滤波器。  您需要2-3MHz 的高 PSRR。

最坏情况分析-压降电压
在5.3V 输入下、您将需要适应容差(温度、稳态变化、瞬态变化、IR 压降)。  假设容差为3%、5.141V 至5.459V、但升压推导转换器的纹波含量可能会使该3%的目标在空间受限的环境中具有挑战性。  如果 LDO 还具有3%的容差、则5V * 1.03 = 5.15V。  因此、最坏情况分析在这里不起作用、因为 LDO 输出= 5.15V、而 LDO 输入= 5.141V。  包括瞬态和稳态容差在内的3%容差很难实现。  MIC5219的精度为+/-2%、但不包括瞬态负载或 IR 压降。  此外、您还需要考虑最坏情况下的压降电压。 如下文所述、在100mA 负载下、MIC5219具有150mV 的压降、而 LP5912的压降为25mV。

PSRR
PSRR 对余量电压 Vin - Vout 敏感。  在压降电压下运行(仍允许对输出进行适当调节的最小余量)将提供比1V 余量低得多的 PSRR。  高于1V 的余量、您在现代 LDO 中看不到任何显著的增益。  如果您希望尽可能降低功率损耗、则需要具有最低压降电压的器件。

在此应用中、LP5912比 MIC5219看起来要好得多。  MIC5219使用的 BJT 导通元件的压降将高于使用 MOSFET 的 LP5912。  对于 MOSFET、压降就是负载电流乘以 RDS_ON。  在100mA 时、MIC5219需要150mV 的压降、而 LP5912仅需25mV。  

如果您需要2MHz 至3MHz 的 PSRR、LP5912可以等于或超过 MIC5219。  输出电容器将在这些频率下占主导地位、我们可以使用低损耗陶瓷电容器在这些频率下拨入 PSRR。  数据表在输出上使用1uF、但可以将其增加到2.2uF 或4.7uF、以降低您在更高频率下看到的 PSRR 改进。  在这里、EVM 将非常有助于测试您的选项。

MIC5219中有一条声明，允许我暂停，并希望在将我的解决方案投入生产之前对其进行测试。  关于输出电容器选择："超低 ESR 电容器可能会导致振荡和/或欠阻尼瞬态响应。"  陶瓷电容器可能符合此声明、因为数据表介绍了在输出端使用的钽和电解电容器。  如果使用"超低 ESR"电容器、则需要确保 MIC5219不会振荡。  LP5912专为低 ESR 陶瓷输出电容器而设计、如果根据数据表使用、它将保持稳定。  我不确定 MIC5219。

如果您想进一步讨论、请告诉我。

谢谢、

斯蒂芬

尊敬的 Stephen：

感谢您的解释和澄清。 随着我继续研究、我实际上更接近选择 LP5912。 我现在正在最后确定是选择该部件还是选择 MAX38902部件 。 这两 种解决方案似乎可以实现相似的降噪效果、但 LP5912实际上会为我提供更小、更简单的设计解决方案。  你怎么看？

如果您不介意，请查看我在此主题上的以下主题(也许我们可以关闭此主题并继续吗？) ：-

 https://e2e.ti.com/support/power-management/f/196/p/923257/3420102#pi320995=2

此致

Shmuel  

尊敬的 Stephen：

感谢 John 的出色回答以及与竞争对手器件进行的非常准确的比较、我决定改用 TI LP5912！ 感谢你的所有帮助。

最恰当的考虑

Shmuel