掌握模数转换器的电源设计技巧-电子工程世界

分享到: 微博; QQ; 微信; LinkedIn

问题：开关电源（DC/DC转换器）真的会降低ADC的性能吗？

　　回答：工程师一般认为开关电源会降低ADC的性能，因此通常愿意选用低压差（LDO）线性稳压器，而不使用开关稳压器，但这种认识并非完全正确。LDO具有较低的纹波和噪声指标，但最近的研究表明，高效的开关稳压器也可用于一些转换器设计中，前提是设计师对电路拓扑有很好的理解，运用一些实用技巧，同时采取一些必要的防范措施。

　　首先是选择转换器，然后选择正确的开关稳压器，并不是任何开关稳压器都可以使用。从数据手册上查阅开关稳压器的噪声和纹波指标，以及开关频率。典型的开关稳压器在100kHz带宽范围内大概有10μV rms的噪声。假设它们都是白噪声，那么有关频带内的噪声密度相当于31.6 nVrms/rt-Hz。

　　其次，要查阅转换器的电源抑制（PSR）指标，以了解由于电源噪声引起的转换器性能下降的关键点。大多数高速转换器在第一奈奎斯特区内的PSR典型值为60dB（1mV/V）。

　　在使用具有2Vpp满量程输入范围、78dB信噪比和125 MSPS采样速率的16位ADC时，本底噪声为11.26 nVrms。不管噪声源自何处，都必须低于这个值，这样才能不影响转换器的性能。在第一奈奎斯特区fs/2，转换器噪声等于89.02μVrms（11.26 nVrms/rt-Hz）×sqrt（125 MHz/2）。虽然开关稳压器的噪声（31.6 nv/rt-Hz）高过这个转换器噪声的两倍，但注意转换器还有60dB的PSRR，它能将开关稳压器的噪声抑制到31.6 pV/rt-Hz （31.6 nV/rt-Hz × 1 mV/V）。这个噪声比转换器的本底噪声要小得多，因此开关稳压器的噪声不会降低转换器性能。

　　另外，电源滤波、接地和布线也很重要。在ADC电源引脚处增加0.1 μF电容，可以使噪声降低到比上面的计算结果还要小。在电源输出端增加一个简单的LC滤波器也可行，但级联的滤波器能将开关稳压器噪声抑制得更多。众所周知，滤波器每增加一级就能获得约20dB/10倍频程的噪声抑制效果。紧密叠层的电源和地平面（间距<4mil）可以为PCB设计增加固有的高频去耦效果。最后，良好的物理划分是关键，尽量使敏感的模拟电路远离开关电路。

关键字：转换器电源设计编辑：探路者引用地址：掌握模数转换器的电源设计技巧

上一篇：低压差线性稳压器LT3022特性/典型应用
下一篇：先进的锂离子电池系统充电管理和保护

推荐阅读最新更新时间：2023-10-17 15:12

转换器集成技术助力汽车电子性能提升

“汽车行进中，首要的是对外界位置、角度等信号进行调理、处理，其次才是对这些信号分析后实现操控。因此对半导体厂商而言，处理器、功率器件并不是汽车电子的全部，转换器对于技术的提升具有同样重要的意义。”ADI汽车电子市场部系统应用经理沈飞在日前举办的媒体见面会上做了上述介绍。据了解，ADI在汽车电子领域专注于绿色节能、安全和舒适三方面，通过将转换器技术与放大器、MEMS、传感器、数字处理器、RF以及功率技术等创新性地进行结合，ADI的汽车电子业务发展迅速，已经占据其整体业务的20%。三个应用案例可以说明ADI转换器技术所带来的创新。第一个例子是安全应用方面，应用于安全气囊和ESC系统中的MEMS传感器需要满足很高的性能

[嵌入式]

安森美半导体推出双输出直流-直流转换器，为便携式多媒体设备的有源矩阵OLED显示供电

新款NCP5810是高能效的集成解决方案，产生正负输出电压，并在小尺寸封装内提供一流的性能 2007年6月13日－全球领先的电源半导体解决方案商安森美半导体（ON Semiconductor，美国纳斯达克上市代号：ONNN）推出2瓦（W）双输出直流-直流转换器NCP5810，提供正负输出电压。该器件的输出电压精确、高转换频率和小尺寸封装使其尤为适合为有源矩阵有机发光二极管（有源矩阵OLED或AMOLED）面板的显示驱动供电，用于便携式应用的新兴显示技术。安森美半导体数字与消费产品部副总裁兼总经理Manor Narayanan说：“NCP5810为AMOLED的供电电源提供优势。安森美半导体致力与客户一同设计器件，以满

[新品]

用于汽车启停的低耗能电源设计的几种方法

随着城市快节奏的发展，大多数人拥有自己的车，这也使得交通变得拥堵，而汽车在高峰期的走走停停会耗掉很多的能源，不仅浪费还污染环境。故而引进了汽车系统中的“启停”功能，但是这种系统也给汽车电子带来了一些独特的工程技术挑战，汽车启停系统中电源设计是一大难题。本文就为大家介绍一种用于汽车启停的低耗能电源设计。为了控制燃油消耗，许多汽车制造商在下一代汽车中实现了“启停”功能，而且为数众多的这种汽车已经开始上路。这些系统会在汽车停下来时关闭发动机，当脚从刹车踏板移动到加速踏板——或者在使用手动档情况下释放离合器踏板重新接入动力时又自动重新启动发动机。在城市行驶和停停走走的高峰时段这种功能非常有助于减少燃油消耗。然而，这种系统也给汽车

[电源管理]

用于汽车启停的低耗能<font color='red'>电源设计</font>的几种方法

驱动LED串的DCM升压转换器简化分析

　挑战　　目前国内外基于电机模型建立的控制策略在电机的低速脉动、高速弱磁、稳定性和输出转矩一致性等方面还存在诸多问题。为了能更好的解决电机的低速转矩脉动的问题，本文建立了引入逆变器死区时间的电机模型，逆变器死区时间很短并且IGBT的开关过程还存在延时和滞后的问题，为了能够准确的捕捉死区时间引起的电压波形畸变，要求数据采集卡有很高的采样率，除此之外，为了使研究结果更加精确，需要板卡具有较高的信噪比以及有效位。综上所述，在死区时间引起的电压波形畸变的研究中，需要一块高采样率、高精度以及高信噪比的板卡以满足对信号捕捉的要求。　　解决方案　　首先对死区效应进行分析，针对仿真结果提出一种减小死区时间引起电压波形畸变的

[电源管理]

驱动LED串的DCM升压<font color='red'>转换器</font>简化分析

高性能模数转换器ADS8412及其应用

摘要：ADS8412是一款2Msps采样速率的16位逐次逼近（SAR）模数转换器（ADC），主要面向高速、高精度应用，如医学成像、便携式医疗仪器、零等待数据采集系统、数字通信等。文中介绍了ADS8412的性能特点、内部结构及引脚排列，给出了ADS8412和8位通用数据总线微控制器的接口原理图。关键词：高速高精度模数转换器 ADS8412 1 概述 ADS8412是德州仪器公司推出的一款2Msps采样速率的16位逐次逼近（SAR）模数转换器（ADC）。采用P8/P16并行输出，带有内部时钟和基准电压源，无丢失码，2MHz采样频率时的功耗为175mW，SNR为90dB。ADS8412是单极单端输入范围，有16位和8位可选

[模拟电子]

一种用于汽车启停系统的电源设计方案

为了控制燃油消耗，许多汽车制造商在下一代汽车中实现了“启停”功能，而且为数众多的这种汽车已经开始上路。这些系统会在汽车停下来时关闭发动机，当脚从刹车踏板移动到加速踏板——或者在使用手动档情况下释放离合器踏板重新接入动力时又自动重新启动发动机。在城市行驶和停停走走的高峰时段这种功能非常有助于减少燃油消耗。然而，这种系统也给汽车电子带来了一些独特的工程技术挑战，因为在发动机重启时电池电压可能降至6.0V或更低。另外，典型的电子模块都包含有一个反极性的二极管，用于在汽车搭线启动又意外将搭线接反时保护汽车电路。这个二极管会使电池电压再降低0.7V，因此可供下游电路使用的电压只有5.3V甚至更低。由于许多模块仍然需要5V电源

[电源管理]

一种用于汽车启停系统的<font color='red'>电源设计</font>方案

Maxim推出用于隔离电源设计的36V H桥变压器驱动器

Maxim推出具有宽输入电压范围的H桥变压器驱动器MAX13256，用于隔离电源设计。工程师可以利用该方案在短时间内轻松完成高效(高达90%)、隔离DC-DC转换器的设计。MAX13256采用8V至36V直流电源供电，为变压器原边绕组提供高达300mA的电流驱动，用于构建功率高达10W隔离电源。用户可自主选择变压器匝数比，以设定输出电压，从而产生任意电压的隔离输出。较宽的电压范围省去了外部稳压源。此外，器件集成的保护功能可有效防止系统级故障。使用MAX13256能够省去16个分立元件，大幅缩减BOM；器件采用高度集成的微型TDFN封装，大大减小了方案尺寸。凭借上述优势，MAX13256驱动器能够很方便地为智能电表、工业以及医疗设备

[电源管理]

采用BCDMOS技术的电流模降压型DC-DC转换器功率级设计

当前，数字多媒体、视频广播设备，个人导航设备（PND）、数字/卫星无线电设备、媒体播放器以及便携式医疗和工业设备的使用越来越多, 为这些设备提供电源管理时，常应用具有高转换率的DC-DC转换器。为了减小设备体积和重量，电源模块必须最小化，因此，实现转换器的高转换效率以及高集成度成为一种趋势。考虑到电压控制模式转换器的缺点，更多的系统选择使用电流控制模式DC-DC转换器；同时，BCDMOS技术的发展使得芯片内部集成低导通电阻的功率开关成为可能，内部使用5 V标准CMOS技术成为低成本的解决方案。设计高电压转换成低电压输出的电流模DC-DC 转换器的难点主要集中在转换器的输出级，体现在以下几个方面：(1)功率级小信号建模；(2)芯片内

[电源管理]

采用BCDMOS技术的电流模降压型DC-DC<font color='red'>转换器</font>功率级设计

热门资源推荐
热门放大器推荐

小广播

热门活动

换一批

■2024 瑞萨电子MCU/MPU工业技术研讨会——深圳、上海站，火热报名中

■罗姆有奖直播 | 重点解析双极型晶体管的实用选型方法和使用方法

■STM32N6终于要发布了，ST首款带有NPU的MCU到底怎么样，欢迎小伙们来STM32全球线上峰会寻找答案！

■免费下载 | 安森美电动汽车充电白皮书，看碳化硅如何缓解“里程焦虑”！

Vishay线上图书馆

白皮书技术文章视频热门推荐