在我的电流设计中、我需要一个非常干净的+5V 电源用于我的 ADC 电路。
我已经测量到输入电源范围的电流值大约为4.3V - 5.2V、但是在最终设计中、该范围可能会略大于此值!
输出上的电流不超过100mA。
我需要尽可能小的解决方案、但我无法真正使用间距小于0.5mm 的器件。 还需要标准封装轮廓(不像 X2SON)
我想我将需要降压-升压来将输出升高/降低到稍高于+5V、然后使用具有最高 PSRR 的 LDO。
你建议什么?
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在我的电流设计中、我需要一个非常干净的+5V 电源用于我的 ADC 电路。
我已经测量到输入电源范围的电流值大约为4.3V - 5.2V、但是在最终设计中、该范围可能会略大于此值!
输出上的电流不超过100mA。
我需要尽可能小的解决方案、但我无法真正使用间距小于0.5mm 的器件。 还需要标准封装轮廓(不像 X2SON)
我想我将需要降压-升压来将输出升高/降低到稍高于+5V、然后使用具有最高 PSRR 的 LDO。
你建议什么?
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
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
您好、Shmuel、
John 似乎在另一个主题上帮助您、但如果您希望多位工程师提供建议、请随时与我联系。
我认为 LP5912比 MAX38902更适合您的应用。 除了 John 的评论之外、与 MAX38902相比、LP5912的稳定性 ESR 选项范围要宽得多。 MAX 数据表规定输出电容上的 ESR 保持在30毫欧以下(请参阅数据表中的引脚说明表)。 这会将您限制在陶瓷电容器、甚至聚合物电容器也可能没有如此低的 ESR 值。 这实际上可能很难在整个温度和容差范围内实现、请务必查看电容器制造商数据表和阻抗曲线。 假设您选择的陶瓷电容器符合< 30毫欧的 ESR、则电容器的任何串联走线阻抗都将具有阻抗、并且您仍有超出此低 ESR 范围的风险。 您需要在最热的温度下执行线路后仿真、以确认您的总 ESR + PCB 串联电阻在所有条件下均满足最大数据表要求< 30毫欧。 您的布局需要非常严格、LDO 和 MAX 组件的输出电容器之间需要有高质量的低阻抗走线。
这对 LP5912的限制要小得多。 LP5912在 ESR 值介于5毫欧至500毫欧之间时保持稳定、这基本上消除了对输出端串联电阻的任何担忧。
谢谢、
斯蒂芬