交错式反相电荷泵——第二部分:实现和结果


原标题:交错式反相电荷泵——第二部分:实现和结果
关于交错式反相电荷泵(IICP)的实现和结果,以下基于ADI公司新产品ADP5600进行深入探讨:
一、实现方法
ADP5600是一款交错式电荷泵逆变器,集成了低压差(LDO)线性稳压器。与传统的基于电感或电容的解决方案相比,其独特的电荷泵级具有更低的输出电压纹波和反射输入电流噪声。ADP5600可以在100kHz至1.1MHz的开关频率下工作,因而能在现代系统中高效使用。此外,该频率始终是固定的,不随输出负载而变化。
为了实现真正的低噪声,ADP5600这种专门设计的IC实现了IICP的低噪声优势,同时保持了解决方案的小尺寸和高效率。ADP5600的输入电压范围很宽,其电荷泵输出电压可能过高,无法为低压电路供电,因此内置了一个LDO后置稳压器。它还有一个以正电压为基准的电源正常信号引脚,以便在LDO输出处于稳压状态时轻松进行电源时序控制。
ADP5600具有一套全面的故障保护特性,包括过载保护、短路飞跨电容保护、欠压锁定(UVLO)、精密使能和热关断,适合于稳健的应用。另一个新颖的特性是飞跨电容限流,它也能降低飞跨电容充电时的峰值电流尖峰。
二、应用实例与结果
ADP5600被应用于低噪声相控阵波束成型电路。在这个应用中,ADP5600的电压纹波和电磁辐射干扰与标准反相电荷泵进行了比较,以揭示交错如何改善低噪声性能。
实验证明,ADP5600的输入和输出电压纹波几乎比传统反相电荷泵低14倍。此外,IICP的电磁辐射骚扰与标准电荷泵相比也有所改善。IICP拓扑可将第一和第三开关谐波的噪声降低12dB至15dB。
为了衡量电磁辐射的改善情况,实验中将一根25mm天线放在评估板上,并测试了多种配置。结果显示,在相同条件下运行时,交错式和非交错式反相电荷泵的输出电压纹波存在显著差异。
三、优化与解决方案
使用ADP5600的SYNC特性来改变开关频率,可以进一步优化IICP的性能。通过电路仿真和实验验证,可以检查相关公式的准确性以及用于推导该公式的假设的有效性。
此外,ADP5600还可以与超低噪声LDO线性稳压器(如LT3093)配合使用,以支持高电压,并允许将ADP5600电荷泵输出直接连接到其输入。这种组合可以为RF放大器、RF开关和相控阵波束成型器等低噪声器件提供稳定的电源轨。
综上所述,交错式反相电荷泵ADP5600通过其独特的架构和特性,实现了低噪声、高效率的电源转换,为低噪声电路提供了理想的解决方案。
责任编辑:David
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