±5 V 无电感电源的原理图设计

出处:维库电子市场网时间:2023-06-29
    USB 输入,±5 V 输出
    我为电源模块创建了一个参考设计,该电源模块采用 5 V 输入并生成 +5 V 和 –5 V 输出轨。修改该电路以适应不同的电压并不困难,但我认为 5 V 至 ±5 V 配置在许多应用中可能有用,因为 5 V 是您从 USB 电源获得的电压(几乎随处可用)并且因为±5V适用于多种模拟电路。此外,如果您想使用 LDO 生成 3.3 V,那么 5 V 是一个不错的起点,因此也许您可以将正 5 V 电源轨用于模拟电路,并将其调节至 3.3 V 用于数字电路。
    关于双电源的注意事项:毫无疑问,许多模拟电路可以在单电源环境中实现,并且这种方法可能是有利的。然而,我个人的观点是,当使用双极电源时,模拟电路更简单、更直观。我是不想用不必要的电源电路来使设计复杂化的人,但本文中介绍的电荷泵电路非常简单和紧凑,使得双极性电源成为许多模拟和混合信号设备的可行选择。
    LTC3265    该电路的组件是Linear Tech/Analog Devices 的LTC3265。

    该图取自LTC3265数据表。
    它是一个高度集成的部件,包含一个倍压电荷泵、一个电压反相电荷泵和两个线性稳压器。以下是我如何生成对称的低噪声轨道:
    输入电压为双倍电荷泵供电。
    双倍电荷泵的输出为反相电荷泵供电。    使用 LDO 将倍频和反相电荷泵的输出调节至所需电压。

    还有其他方法可以实现 LTC3265。您可以反转输入电压,然后使用输入电压和反转电压作为双极轨,或者反转输入电压并将其加倍,然后使用 LDO 仅调节加倍的电压,或者使用加倍的电压为逆变器供电,将双倍和反相输出直接连接到负载(即不使用 LDO)。
    但是,我在参考设计中使用的配置在大多数情况下更可取:
    它具有高度通用性:从倍频器和逆变器产生 ±10 V 后,您只需更改两个电阻即可选择不同的终输出电压。LDO 电压设置如下:
    V_{LDO+}=1.2V\times\left(\frac{R_3}{R_1}+1\right) \ \ \ \ \ V_{LDO-}=-1.2V\times\left(\frac{R_4 {R_2}+1\右)
    使用 LDO 产生输出轨有助于抑制电荷泵开关动作产生的噪声。
    LDO 还可确保输出轨具有稳定的电压,即使输入电压存在显着变化也是如此。
    在讨论原理图的其他方面之前,我应该提到一个细节:我将电荷泵称为“加倍”和“反相”,但整个故事有点复杂。LTC3265 可以在突发模式或开环模式下工作。在开环模式下,升压电荷泵将其输入电压增加两倍,反相电荷泵将其输入电压负一倍。然而,在突发模式下,该系数稍小:V BOOST = 0.94 × 2 × V IN_BOOST和 V INV = –0.94 × V IN_INV。不过,这并没有真正影响我的电路,因为微小的差异不会改变 LDO 生成的电压。
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