LTC3260反相电荷泵DC/DC转换器的电源效率与噪声解决方案
简介
通常需要双极性电源来操作运算放大器，驱动器或传感器等电子元件，但在负载点很少有双极性电源。 ltc3260是一款反相电荷泵（无电感）dc / dc转换器，具有双低噪声ldo稳压器，可通过单个宽输入（4.5v至32v）电源产生正负电源。它可以在高效突发模式操作和低噪声恒定频率模式之间切换，使其对便携式和噪声敏感应用具有吸引力。 ltc3260采用扁平3mm x 4mm dfn或耐热增强型16引脚msop封装，采用紧凑型解决方案，外部元件极少。图1显示了采用ltc3260的典型12v至±5v应用。
反相电荷泵
ltc3260可提供高达100ma的电流电荷泵输出端的反相输入电压v out 。 v out 也可用作负ldo稳压器ldo - 的输入电源。电荷泵频率可通过一个外部电阻在50khz至500khz之间调节。 mode引脚用于在高效突发模式操作或恒定频率模式之间进行选择，以满足低噪声要求。
恒定频率模式
rt引脚上的单个电阻设置电荷泵的恒定工作频率。如果rt引脚接地，则电荷泵工作在500khz，其中开环输出电阻（r ol ）和输出纹波得到优化，允许最大可用输出功率，峰值只有几毫伏 - 峰值输出纹波。
通过降低工作频率可以提高轻负载效率，如图2所示，但是会增加输出纹波。
较低的工作频率产生较高的有效开环电阻（r ol ），但降低的开关速率也会降低输入电流，从而提高轻负载时的效率。此外，在相对较重的负载下，增加的r ol 降低了v out 和ldo - 之间的有效差异 - 降低了负值的功耗我愿意。累积结果是在高输入电压和/或轻负载下更高的整体效率。降低频率会增加输出纹波，如下面的表达式和图3所示。
通常，恒定频率模式适用于要求低输出纹波的应用即使在轻负载条件下，也可以通过使用突发模式操作获得轻负载效率的进一步提升，如下所述。
突发模式操作
图4显示了突发模式操作中电荷泵的轻载效率。突发模式操作会增加恒定频率模式下的输出纹波，但纹波的增加仅占v in 的一小部分，如图5所示。突发模式操作通过对v 充电来实现out 接近-v in 。然后，ltc3260进入低静态电流睡眠状态，在启用两个ldo稳压器时约为100μa，直到达到突发滞后。然后电荷泵唤醒并重复循环。平均v out 约为-0.94v in 。随着负载的增加，电荷泵运行更频繁，以保持输出稳定。如果负载增加足够，电荷泵会自动切换到恒定频率模式，以保持稳定。
双ldo
两个ltc3260的ldo - 从v in 提供的正ldo稳压器，以及从v out 提供的负ldo稳压器 - 都能够工作支持50ma负载。每个ldo的压差为300mv，输出为50ma，并具有调节引脚，允许通过简单的电阻分压器设置输出电压。 ldo稳压器可以单独启用。 en - 引脚使能反相电荷泵和ldo - 。当两个稳压器都被禁用时，该器件仅以2μa的静态电流关断。可以通过在每个旁路引脚上添加一个电容来对ldo基准电压进行滤波，以进一步降低ldo稳压器输出的噪声。
结论
ltc3260产生低噪声正负电源来自单一的正电源。 ltc3260具有可选的突发模式操作，可实现电池供电设备的轻载效率，或低噪声恒定频率模式，适用于噪声敏感应用。 ltc3260的反相电荷泵和双ldo稳压器的组合为4.5v至32v输入的应用提供了优雅的解决方案。
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突发模式操作
图4显示了突发模式操作中电荷泵的轻载效率。突发模式操作会增加恒定频率模式下的输出纹波，但纹波的增加仅占v in 的一小部分，如图5所示。突发模式操作通过对v 充电来实现out 接近-v in 。然后，ltc3260进入低静态电流睡眠状态，在启用两个ldo稳压器时约为100μa，直到达到突发滞后。然后电荷泵唤醒并重复循环。平均v out 约为-0.94v in 。随着负载的增加，电荷泵运行更频繁，以保持输出稳定。如果负载增加足够，电荷泵会自动切换到恒定频率模式，以保持稳定。
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