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ADL5303 160 dB范围、100pA至10 mA、低成本对数转换器

2023/2/1 16:02:11
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ADL5303是一款单芯片对数检波器,针对光纤系统中的低频信号功率测量进行了优化,并提供多样、易用的极宽动态范围。利用专有设计和精密激光调整,该器件还可实现宽测量范围和高精度特性。它采用VPS 5 V正电源供电。使用低电源电压时,可以更改对数斜率,以适应可用范围。低静态电流和芯片禁用特性则有利于电池供电应用。

输入电流 IPD流经比例优化NPN晶体管的集电极,于低失调JFET放大器附近连入反馈路径。电流求和输入节点可在独立于电流的恒定电压下工作,默认电压值为0.5 V,并且可在宽范围内对该电压进行调节。提供自适应偏置方案,能够在极低的光输入水平下降低光电二极管的暗电流。 IPD = 100 pA时,VPDB引脚对光电二极管施加约0.1 V的反向偏置电压;当 IPD = 10 mA时,反向偏置线性上升到2.0 V,以便改善高功率水平下的响应时间。VSUM保护引脚位于INPT输入引脚的侧面,在求和节点处跟踪电压变化。将器件的裸露焊盘连接至VSUM引脚可提供一个持续的保护,较大程度减少进入INPT引脚的漏电流。


VLOG输出端对数斜率的默认值可通过内部5 kΩ电阻设置。外部分流电阻可降低对数斜率;缓冲器和一对外部反馈电阻可升高对数斜率。VLOG引脚端的额外电容可用作简易的低通滤波器。中间电压VLOG通过输出级缓冲,其摆幅可以达到接地和正电源VPS的大约100 mV以内,并提供±20 mA的峰值电流驱动能力。同时提供板载2 V基准电压源,以便对截点进行重新定位。跨导线性对数放大器的增量带宽由于输入电流变小而降低。IPD =1 nA时,ADL5303的带宽约为2 kHz,它随着IPD增大而提高,最大值为10 MHz。


应用

高精度光功率测量

宽范围基带对数压缩

针对APC环路的多功能检波器


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    LTC3129 采用超低噪声、1.2MHz PWM 开关架构,通过使用小型、薄型电感和陶瓷电容较大程度地减小了解决方案的尺寸。内置环路补偿和软启动简化了设计。如需在轻负载下实现高效率工作,可以选择自动突发工作模式,将静态电流降至仅 1.3μA。其使用可编程RUN功能从极弱的输入源进行操作如下所示:可编程RUN引脚的另一个应用是,它可以用于在极低电流源的打嗝模式下操作转换器。这允许从只能产生微安输出电流的电源进行操作,即使使用MPPC引脚,这些电源也太弱,无法维持正常的稳态操作。由于LTC3129在启用之前从VIN仅消耗1.9µA的典型电流,因此可以对RUN引脚进行编程,使IC保持禁用状态,直到VIN达到编程电压电平。通过这种方式,输入源可以对输入存储电容器进行涓流充电,即使它只能提供微安的电流,直到VIN达到RUN引脚分压器设置的导通阈值。然后,将使用输入电容器中存储的电荷启用转换器,直到VIN降至关闭阈值以下,此时转换器将关闭,该过程将重复。这种方法允许转换器使用室内照明从薄膜太阳能电池等弱源运行。虽然转换器将以突发方式运行,但为输出电容器充电足以为低占空比负载供电,如无线传感器应用,或为电池涓流充电。此外,请注意,输入电压将围绕分压器确定的固定电压循环(具有由运行滞后设置的小纹波)。这允许高阻抗源在编程的最佳电压下运行,以实现最大的功率传输。当使用高值分压电阻器(在MΩ范围内)来最小化VIN上的电流消耗时,可能需要在较低的分压电阻器上安装一个小的噪声滤波电容器,以防止噪声错误地使RUN比较器跳闸。电容值应最小化,以免在转换器关闭之前引入足够长的时间延迟,使输入电压显著降至所需的VIN阈值以下。请注意,较大的VIN去耦电容器值将通过在VIN上提供更多的保持时间来最小化这种影响。附图:LTC3129的引脚配置信息
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    LTC3129 是一款高效率、200mA 降压-升压型 DC/DC 转换器,具有 VIN 和 VOUT 宽电压范围。它具有精确的 RUN 引脚阈值,支持可预测调节器开启,并提供最大功率点控制(MPPC)能力,以确保从光伏板等非理想电源中获取最大功率。其PWM模式操作如下所示:如果PWM引脚为高,或者如果转换器上的负载电流足够高,可以命令PWM模式以PWM低运行,LTC3129将使用内部补偿的平均电流模式控制回路在固定的1.2MHz PWM模式下运行。PWM模式最大限度地减少了输出电压纹波,并产生了低噪声的开关频谱。专有的开关算法提供了操作模式之间的无缝转换,并消除了所有操作模式中平均电感器电流、电感器纹波电流和回路传递函数的不连续性。与传统的降压-升压转换器相比,这些优点提高了效率,改善了回路稳定性,降低了输出电压纹波。下图显示了LTC3129功率级的拓扑结构,该功率级由四个N沟道DMOS开关及其相关栅极驱动器组成。在PWM模式操作中,两个开关引脚在每个周期都会独立于输入和输出电压进行转换。响应于内部控制回路命令,内部脉宽调制器产生适当的开关占空比,以保持输出电压的调节。当从高输入电压降压到较低输出电压时,转换器在降压模式下运行,开关D在整个开关周期内保持导通,除了最小开关低持续时间(通常为90ns)。在开关低持续时间期间,开关C接通,这迫使SW2变低并对快速电容器CBST2充电。这确保了BST2上的开关D栅极驱动器电源轨得以保持。调整开关A和B的占空比,以保持降压模式下的输出电压调节。如果输入电压低于输出电压,则转换器以升压模式运行。除最小开关低持续时间(通常为90ns)外,开关A在整个开关周期内保持开启状态。在开关低持续时间期间,开关B被接通,这迫使SW1变低并对快速电容器CBST1充电。这确保了BST1上的开关A栅极驱动器电源轨得以保持。调整开关C和D的占空比,以在升...
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    为了确保正常运行和最小化电磁干扰,在印刷电路板布局过程中必须小心。文末图片则显示了推荐的组件放置,包括迹线、接地平面和过孔位置。请注意,LT8620的VIN引脚、GND引脚和输入电容器中流过大的开关电流。通过将电容器放置在VIN和GND引脚附近,输入电容器形成的回路应尽可能小。当使用物理上较大的输入电容器时,产生的回路可能会变得太大,在这种情况下,最好使用靠近VIN和GND引脚的小外壳/值电容器,再加上更远的较大电容器。这些组件以及电感器和输出电容器应放置在电路板的同一侧,并且它们的连接应在该层上进行。在最靠近表层的层中的应用电路下方放置一个局部的、完整的接地平面。SW和BOOST节点应尽可能小。最后,保持FB和RT节点较小,以便接地迹线将它们与SW和BOOST节点屏蔽。封装底部的暴露焊盘必须焊接到地上,以便焊盘与地电连接,并在热上充当散热器。为了保持较低的热阻,尽可能地延伸接地平面,并在LT8620下方和附近添加热通孔,以在电路板内和底侧添加额外的接地平面。高温注意事项对于较高的环境温度,应注意PCB的布局,以确保LT8620的良好散热。封装底部的暴露焊盘必须焊接到接地平面。该接地应通过热通孔连接到下面的大铜层;这些层将分散LT8620散发的热量。放置额外的通孔可以进一步降低热阻。当环境温度接近最大结额定值时,应降低最大负载电流。LT8620内的功耗可以通过计算效率测量的总功率损耗并减去电感器损耗来估算。管芯温度是通过将LT8620功耗乘以从结到环境的热阻来计算的。如果超过安全结温,LT8620将停止切换并指示故障状态。
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