圖 6：快速啟動(dòng)能力

超高 PSRR 性能

當(dāng)給對(duì)噪聲敏感的應(yīng)用供電時(shí)，LT3042 的高 PSRR* 是很重要。圖 7 示出了 LT3042 令人難以置信的低頻和高頻 PSRR 性能，幾乎接近 120dB (在 120Hz)、79dB (在 1MHz) 和優(yōu)于 70dB (一直到 3MHz)。當(dāng)負(fù)載電流減小時(shí)，PSRR 性能則更好，如圖 8 所示。

當(dāng)接近壓差狀態(tài)時(shí)，傳統(tǒng) LDO 的 PSRR 性能會(huì)下降至幾十 dB，LT3042 則與之不同，即使在低輸入至輸出差分電壓條件下其亦可保持高 PSRR。如圖 9 所示，LT3042 能在高達(dá) 2MHz 頻率和僅 1V 輸入至輸出差分電壓條件下保持 70dB PSRR，并在高達(dá) 2MHz 頻率和僅 600mV 輸入至輸出差分電壓條件下保持幾乎 60dB PSRR。這種能力允許 LT3042 在低輸入至輸出差分電壓下對(duì)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行后置穩(wěn)壓 (以實(shí)現(xiàn)高效率)，而其 PSRR 性能則滿足了對(duì)噪聲敏感之應(yīng)用的要求。

圖 7：PSRR 性能

圖8：針對(duì)各種不同負(fù)載電流的 PSRR

圖 9：PSRR 與輸入至輸出差分電壓的關(guān)系曲線

對(duì)開(kāi)關(guān)電源實(shí)施后置穩(wěn)壓

在那些采用 LT3042 對(duì)開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器的輸出進(jìn)行后置穩(wěn)壓以在高頻條件下實(shí)現(xiàn)超高 PSRR 的應(yīng)用中，必須謹(jǐn)慎地對(duì)待從開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器至 LT3042 輸出的電磁耦合。特別地，不僅開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器的 “熱環(huán)路” (hot-loop) 應(yīng)盡可能地小，由開(kāi)關(guān)電源 IC、輸出電感器和輸出電容器 (用于一個(gè)降壓型轉(zhuǎn)換器) 形成的 “暖環(huán)路” (warm-loop) (AC 電流在高開(kāi)關(guān)頻率下流動(dòng)) 也應(yīng)該盡量地縮小，而且應(yīng)對(duì)其進(jìn)行屏蔽或?qū)⑵洳荚O(shè)在距離超低噪聲器件 (比如：LT3042 及其負(fù)載) 幾英寸的地方。雖然 LT3042 相對(duì)于 “暖環(huán)路” 的取向可為實(shí)現(xiàn)最小的磁耦合而優(yōu)化，但在現(xiàn)實(shí)中僅僅利用優(yōu)化的取向來(lái)實(shí)現(xiàn) 80dB 抑制會(huì)十分困難，有可能需要進(jìn)行 PC 板的多次迭代。

我們來(lái)研究一下圖 10，在該圖所示的電路中，LT3042 負(fù)責(zé)對(duì)以 500kHz 頻率運(yùn)行的LT®8614 進(jìn)行后置穩(wěn)壓，并在開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器輸入端上布設(shè)了一個(gè) EMI 濾波器。由于 LT3042 被布設(shè)在距離開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器及其外部組件僅 1~2 英寸的地方，因此不需要采取任何屏蔽措施就能在 500kHz 頻率下實(shí)現(xiàn)接近 80dB 的抑制。

然而，如圖 11a 突出顯示的那樣，為了實(shí)現(xiàn)該性能，在 LT3042 的輸入端上并未布設(shè)附加的電容器 (除了開(kāi)關(guān)電源輸出端上的 22μF 電容器之外)。不過(guò)，如圖 11b 所示，即使直接在 LT3042 的輸入端上布設(shè)一個(gè) 4.7μF 的小電容器，也將導(dǎo)致 PSRR 性能下降 10 倍以上。

這一點(diǎn)特別有悖于人們的直覺(jué) ― 增設(shè)輸入電容一般是可以減小輸出紋波的 ― 但是在 80dB 抑制水平下，由流過(guò)該 4.7μF 電容器的較高頻 (500kHz) 開(kāi)關(guān)電流所引起的磁耦合 (常常是無(wú)關(guān)緊要的) 卻會(huì)使輸出紋波性能顯著變差。盡管改變?cè)?4.7μF 輸入電容器以及把開(kāi)關(guān)電源的輸出連接至該電容器之走線的取向有助最大限度地減少磁耦合，但是要在這些頻率條件下實(shí)現(xiàn)接近 80dB 的抑制依然是相當(dāng)困難的，更不用說(shuō)它可能還需要進(jìn)行多次 PC 板迭代。

LT3042 相對(duì)較高的輸入阻抗可避免高頻 AC 電流流至其輸入端。如果 LT3042 布設(shè)在與前置穩(wěn)壓開(kāi)關(guān)電源的輸出電容器相距 3 英寸以內(nèi)的地方，則其可在未使用輸入電容器的情況下保持穩(wěn)定，考慮到這一點(diǎn)，為了實(shí)現(xiàn)最佳的 PSRR 性能，我們建議不要在 LT3042 的輸入端上安放一個(gè)電容器，或者盡量減小該電容器的數(shù)值。

圖 10：LT3042 對(duì) LT8614 Silent Switcher 穩(wěn)壓器進(jìn)行后置穩(wěn)壓

把 LT8614 連接至 LT3042 輸入的幾英寸走線之電感可顯著地衰減非常高頻率的電源開(kāi)關(guān)瞬態(tài)尖峰。由于來(lái)自 LT8614 “熱環(huán)路” 之磁耦合的原因，有些尖峰仍將傳播至輸出。優(yōu)化 LT3042 電路板取向可減小剩余的尖峰。由于儀表帶寬的限制，這些非常高頻率的尖峰未在圖 11 的輸出紋波中示出。

圖 11：LT3042 對(duì) LT8614 Silent Switcher 進(jìn)行后置穩(wěn)壓 (a) 在 LT3042 輸入端上未布設(shè)任何電容器，(b) 在 LT3042 輸入端上采用了一個(gè) 4.7μF 電容器。

從中可以看出，如果不采用具超高 PSRR 的 LT3042 LDO，那么想在 500kHz 頻率下實(shí)現(xiàn) 80dB 抑制是一項(xiàng)難以完成的任務(wù)。其他替代產(chǎn)品無(wú)法勝任。例如：在500kHz 下，一個(gè) LC 濾波器將需要接近 40μH 電感和 40μF 電容才能實(shí)現(xiàn) 80dB 的抑制，因而不得不增設(shè)龐大、昂貴的組件。撇開(kāi)成本和電路板空間不談，如果未進(jìn)行正確的阻尼，LC 也會(huì)發(fā)生共振，從而導(dǎo)致復(fù)雜性增加。采用一個(gè) RC 濾波器的想法是站不住腳的，因?yàn)閷?shí)現(xiàn) 80dB 抑制所需的電阻是不切實(shí)際的。同樣，采用傳統(tǒng) LDO 時(shí)需要級(jí)聯(lián)至少兩個(gè) LDO 才能在 500kHz 頻率下實(shí)現(xiàn) 80dB 抑制，這就必需增加組件和成本，并降低壓差電壓性能。