在本系列的第 1 部分中,我們專門研究了使用單獨(dú)的 LDO 來(lái)驅(qū)動(dòng)每個(gè)電源輸入。這種方法可提供最佳的隔離效果,并且在大多數(shù)情況下可提供最佳的噪聲性能。如第1部分示例所示,LDO輸出端的噪聲可能遠(yuǎn)低于ADC噪聲,因此不是影響整體噪聲的主要因素。
然而,在驅(qū)動(dòng)低輸入電源電壓時(shí)也存在一些缺點(diǎn),其中可能需要多個(gè)LDO。評(píng)論是關(guān)于在上一個(gè)示例中具有太多的 LDO(每個(gè)電源輸入一個(gè))。另一種方法是使用單個(gè)LDO,該LDO將扇出到ADC的多個(gè)電源輸入。下圖顯示了此方法。
從單個(gè)LDO驅(qū)動(dòng)多個(gè)ADC電源輸入。
本例則相反,從單個(gè)LDO提供大部分ADC電源輸入。現(xiàn)在讓我們看看這種方法的一些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),也許可以嘗試研究一些中間立場(chǎng)。從圖中可以看出,這是一種相當(dāng)簡(jiǎn)單的方法,使用較少的組件。減少 LDO 的數(shù)量也會(huì)降低整體系統(tǒng)成本。
首先,成本更低,因?yàn)樾枰?gòu)買一個(gè)LDO,而不是三個(gè)(在模擬、數(shù)字和驅(qū)動(dòng)器電源方面)。其次,LDO越少,LDO的SMD元件就越少:電阻器、電容器等。新的鐵氧體磁珠元件有成本,但成本遠(yuǎn)低于LDO的成本。
這一切似乎都很棒,不是嗎?要是這么簡(jiǎn)單就好了。
從性能的角度來(lái)看,這可能不是最佳解決方案。必須注意選擇具有足夠隔離度且沒(méi)有大直流電阻(DCR)的鐵氧體磁珠。在需要小電源電壓(1.2 V)和較高輸入電流(500-1,000 mA)的情況下,鐵氧體磁珠兩端的壓降可能會(huì)導(dǎo)致性能問(wèn)題。例如,在需要150 mA電流的1.2V電源下,DCR為750 mΩ的鐵氧體磁珠的壓降為150 mΩ×750 mA = 112.5 mV。這幾乎是電源電壓的10%。此外,一個(gè)LDO可能無(wú)法提供足夠的電流或處理足夠的功率來(lái)驅(qū)動(dòng)所有這些電源輸入。
讓我們?cè)倏匆幌碌?部分的示例,其中我們計(jì)算了ADP1741在典型14位ADDD的AVDD電源上的功耗,該電源需要1 W功率。在該示例中,ADC的總功率為2 W。在同一示例中,如果使用 2 W 的總功率(因?yàn)槲覀兪褂玫氖菃蝹€(gè) LDO),則圖片看起來(lái)不會(huì)那么好。ADP1741需要耗散近似功率(6 V – 1.8 V)*1110 mA = 4.662 W。這將推高最大結(jié)溫(Tj) 的 ADP1741 至 T一個(gè)+ Pdx Θja= 85°C + (4.662 W x 42°C/W) = 281°C,比 LDO 的最大額定值高出 100 度以上。
(注意:在第 1 部分中,功率公式應(yīng)為 (6 V – 1.8 V)*0.5556 = 2.33 W。這是正確的功耗,但錯(cuò)誤在于公式的表示。
如您所見,需要在成本、功耗和性能之間取得平衡。這看起來(lái)很熟悉嗎?我認(rèn)為我們?cè)诖蠖鄶?shù)設(shè)計(jì)中都面臨著這種權(quán)衡。下次,我們將繼續(xù)研究ADC的電源輸入,以及如何使用多個(gè)LDO或LDO和鐵氧體磁珠的組合來(lái)緩解功耗困境。
審核編輯:郭婷
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