MAX1864為低成本、多輸出轉(zhuǎn)換器，由開關(guān)降壓電路和兩個正線性穩(wěn)壓器組成。雖然該IC的基本應(yīng)用電路提供低成本、多輸出電源，但需要更低噪聲的應(yīng)用可以從本應(yīng)用筆記中受益。本應(yīng)用筆記詳細(xì)介紹了MAX1864輔助線性穩(wěn)壓器的降噪設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。

圖1.基本的MAX1864輔助線性穩(wěn)壓器。

圖1所示為MAX1864提供的兩個基本線性穩(wěn)壓器電路之一。在本電路中，誤差放大器后接漏極開路MOSFET驅(qū)動外部PNP晶體管Q1。它與其他外部元件一起構(gòu)成一個線性穩(wěn)壓器，在最大 2V 電壓下提供高達(dá) 30A 的輸出電流。由于主降壓電路可能有200kHz的開關(guān)活動，因此高增益線性穩(wěn)壓器電路可以放大公共接地層上的開關(guān)噪聲。這些噪聲尖峰被放大并發(fā)送到輸出晶體管，在那里它們被進(jìn)一步放大。當(dāng)這些噪聲尖峰通過Q1的基極傳導(dǎo)時，這會將電荷傳輸?shù)捷敵?a href="http://m.xsypw.cn/tags/電容/" target="_blank">電容。在空載時，這可能導(dǎo)致輸出上升到輸出電壓設(shè)定點(diǎn)以上。在輸出電容上也可以看到開關(guān)噪聲;較大的輸出電容可以降低噪聲，但由于成本和電路板空間較大，增加電容可能是不可接受的。

圖2.增加R7和C12可降低開關(guān)噪聲。

圖1顯示了Q3基極上的電容C1，這降低了誤差放大器放大的噪聲。由于基極阻抗低，滾降頻率相當(dāng)高。在這種情況下，發(fā)射極電流為0.150A時，發(fā)射極電阻為：

當(dāng)Re為0.167Ω且最小Beta為15時，基極反射的最差情況阻抗為2.5Ω（Beta * Re）。當(dāng)C3在2.2nF時，該濾波器開始在29MHz時滾降。這不是應(yīng)用濾波器的有效位置，因?yàn)榇藭r阻抗太低。圖2中的電路通過放置一個1.2k電阻與Q1的基極串聯(lián)以提高阻抗來解決這個問題。然后，隨著C12的加入，可以形成更具成本效益的過濾器。現(xiàn)在，由于C12看到的阻抗為1.2k，因此C22的滾降（Frol）為12nF為：

顯然，與圖6所示電路相比，200kHz滾降可更好地濾除1kHz開關(guān)噪聲。必須選擇R7，使其不限制Q1基極驅(qū)動電流。該電路的R7為1.2k，可為Q12提供最大6.1mA的基極驅(qū)動電流。功耗也可能是R7中的一個問題。在這種情況下，R7的最大功率為200mW （1.2k * 12.6mA2）。這假設(shè)R15兩端最大可以有1.15V （8.0V - 7.7V）。當(dāng)Q1的最小Beta值為15時，電路可提供最小190mA的輸出電流。在需要較低輸出電壓且輸入電壓較低的應(yīng)用中，必須減小R7，以允許指定輸出電流所需的最小基極驅(qū)動。這可能需要更大的C12電容來實(shí)現(xiàn)與圖2相同的濾波。

為了確定C12和R7滾降的頻率，需要知道輸出電容C1的最差等效串聯(lián)電阻（ESR）。然后設(shè)置R7/C12的滾降，以消除輸出電容ESR產(chǎn)生的零點(diǎn)。例如，如果C1的最低ESR為0.6Ω，則在以下位置引入零：

然后，通過將Frol設(shè)置為Fzer等于Fzer，如果R7被選擇為1.2k，則可以發(fā)現(xiàn)C12為22nF。換句話說：

需要注意的是，圖1中的電路還有一個極點(diǎn)，用于消除輸出電容中的ESR零點(diǎn)。該極點(diǎn)由R2、R3和電容C2并聯(lián)組合而成。不幸的是，這對過濾芯片內(nèi)部產(chǎn)生的開關(guān)噪聲幾乎沒有作用。圖12中的C2具有雙重作用，既可以消除ESR零點(diǎn)，又可以濾除芯片輸出端內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲。

圖3.圖1所示電路的噪聲拾取。

圖3顯示了開關(guān)降壓器運(yùn)行時產(chǎn)生的200kHz噪聲，并使用圖1中的電路。該輸出噪聲很大程度上取決于切換臺上的負(fù)載。從圖3可以看出，當(dāng)降壓電路產(chǎn)生噪聲時，C1上的線性輸出被驅(qū)動到56mV峰值，然后50mA的負(fù)載電流對輸出放電。圖4顯示，在高增益線性穩(wěn)壓器電路之后放置一個濾波器可顯著降低輸出噪聲至7.3mV峰峰值。另一個好處是，通過Q1注入的電荷更少，因此全負(fù)載到空載調(diào)節(jié)也大大提高。

圖4.在與圖3相同的條件下，圖2電路的輸出噪聲比圖1中的電路低得多。

MAX1864為多功能集成電路，可提供高性價比的多路輸出轉(zhuǎn)換器。使用MAX1864的實(shí)際應(yīng)用電路如圖5所示。在該雙輸出電路中，降壓穩(wěn)壓器在 3A 時產(chǎn)生 3.7V 輸出，而輔助穩(wěn)壓器在 5.0A 時產(chǎn)生 15V 輸出。即使Q7上的2V壓降會產(chǎn)生損耗，圖5所示電路的總效率也為89%。

圖5.MAX1864雙路輸出電路采用降噪功能。

表 1.圖5所示電路數(shù)據(jù)

表1顯示了該電路的表格數(shù)據(jù)。（表 2是零件清單）需要注意的是，MAX1864電路在引腳7和8上增加了一個正向輔助穩(wěn)壓器。除MAX1865的特性外，MAX1864還具有額外的正負(fù)增益模塊，能夠產(chǎn)生五路輸出電源。MAX1964和MAX1965增加了上電排序和跟蹤功能。MAX8513和MAX8514也可以受益于本文介紹的降噪技術(shù)。MAX1865、MAX1965和MAX8514均具有負(fù)輸出穩(wěn)壓器，雖然這里不介紹，但PNP晶體管可以用等效的NPN晶體管代替，以實(shí)現(xiàn)相同的降噪技術(shù)。這些輸出噪聲更低的多輸出電源對工程師來說具有更大的價值。

表 2.10V 至 14V 輸入 3.3V/7A，5V/0.15A 輸出

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