我需要關(guān)閉那個有噪聲的開關(guān)電源嗎？

提到“切換電源”，前兩個本能的相關(guān)反應(yīng)是術(shù)語“高效”和“嘈雜”。相反，如果說“LDO”(低壓差穩(wěn)壓器)，則會使用相反的描述性術(shù)語：“低效”和“安靜”。不可否認，這些陳詞濫調(diào)是真實的，但要小心并確認它們：就像大多數(shù)陳詞濫調(diào)一樣，在某些條件和情況下也有例外。

當(dāng)然，即使是用作 DC/DC 穩(wěn)壓器的低噪聲開關(guān)模式電源也不如線性穩(wěn)壓器那么安靜。然而，系統(tǒng)級對耗散和運行時間的考慮通常要求切換器，即使設(shè)計可能需要在某些 DC 軌上具有極低的噪聲。這些領(lǐng)域包括敏感的低電平射頻前端以及精密、高分辨率的 A/D 轉(zhuǎn)換。

對于 RF 前端，需要低噪聲的占空比為 100%，因此在由噪聲較大的開關(guān)操作的拓撲中使用本地 LDO 可能是有意義的。此外，該前端的導(dǎo)軌可能還需要過濾和仔細的 PC 走線布局或離散電源線布線，以避免噪聲拾取。相比之下，對于精密 A/D 轉(zhuǎn)換，僅在轉(zhuǎn)換周期本身需要清潔電源，因此是間歇性的，并且通常以固定的更新速率進行。

無論轉(zhuǎn)換是“按需”完成還是正式和定期進行，一種已使用多年的方法是在轉(zhuǎn)換周期內(nèi)關(guān)閉開關(guān)，并讓轉(zhuǎn)換電路在提供的無噪聲電源上“滑行”由一個電容器。這當(dāng)然可行，但需要對轉(zhuǎn)換器功率需求和轉(zhuǎn)換周期長度進行可靠分析，以正確調(diào)整電容器的大小。

有一些 IC 可以簡化這種方法的實施。例如，德州儀器TPS62840是一款 1.8V 至 6.5V IN的高效 750mA 降壓開關(guān)，具有由封裝引腳控制的“停止”功能，可消除開關(guān)噪聲，同時允許電容器提供所需的功率。它不會提供大量電流，但這對于預(yù)期用途來說很好。

這顯然是一個有吸引力的解決方案，但在轉(zhuǎn)換相關(guān)的軟件中也需要小心。必須在電容器下降影響操作之前的時間窗口內(nèi)停止切換器，啟動并完成轉(zhuǎn)換，重新啟動切換功能。

同樣重要的是，需要適當(dāng)?shù)能浖Y(jié)構(gòu)和測試，以確保潛在錯誤或高優(yōu)先級中斷不會延遲停止或未停止指令。如果發(fā)生這種情況，由于噪聲或其他難以重現(xiàn)的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換中會出現(xiàn)錯誤，特別是如果問題是間歇性的。實際上，您正在通過給軟件增加另一個負擔(dān)來消除噪音;或者，也許您會覺得有必要包含某種離散的、基于硬件的定時器電路(而且，不，便宜的 555 級定時器在這里很可能不夠用)。

另一種方法是使用非常安靜的開關(guān)穩(wěn)壓器，例如 Analog Devices 的LT8614 “Silent Switcher”。這款 42V、4A 同步降壓開關(guān)輕松超過了嚴格的 CISPR25 輻射發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)，此外還具有低于 10mV P-P且獨立于負載電流。設(shè)計人員必須了解在轉(zhuǎn)換過程中出現(xiàn)的無用噪聲中有多少是從 DC/DC 開關(guān)輻射出來的，以及有多少是被視為直流輸出軌上紋波的噪聲的函數(shù)。

這些 ADI 公司的“靜音切換器”的噪聲衰減也很有趣，但并不令人驚訝，因為它們代表了試圖“勉強維持”最后一點性能改進的現(xiàn)實。在大多數(shù)情況下，沒有單一的“靈丹妙藥”可以在一次銳利的打擊中顯著降低噪音。相反，它更有可能是有條不紊地研究每個已知和可能尚未了解的噪聲源以及如何消除它。

您是否不得不處理嘈雜的 DC 電源軌或操作環(huán)境，導(dǎo)致精密 A/D 轉(zhuǎn)換和測量受到影響?你是怎么處理的呢?是否有一個步驟可以解決大部分或所有問題，或者您是否必須使用分層方法?