构建精密低噪声5A电源

作者：Mike Anderson

LT6658-2.5V 电压基准具有具 150mA 和 50mA 双输出的精准基准规格。这种前所未有的精度和功率组合使得能够创建负载调节小于12ppm/A的非常精确的大电流电源。LT6658 只需要几个额外的组件即可获得。

LT6658-2.5V 的典型配置如图 1 所示。带隙模块赋予该器件世界一流的基准规格。400Ω电阻设置一个低通滤波器，通过在降噪（NR）引脚上放置一个任意大的电容来完成。最后两个输出，V输出1和 V输出2，由具有开尔文检测输入的低漂移放大器缓冲。

图1.The LT6658-2.5V

通过并联添加三个2N3055 NPN晶体管来实现5A能力，如下图2所示。对于 5A 总输出驱动，每个 2N3055 将通过 1.667A 的电流。值为 0.1Ω 的镇流电阻在 2N3055s 中平衡功率。请注意，虽然镇流电阻仅为0.1Ω，但流过它们的电流为1.67A，每个镇流电阻的功耗为0.28W。LT6658 需要 2.5V 的裕量来维持其 Force 输出，而该电路将需要 1V 的额外裕量是（大约0.7V）以及镇流电阻两端的压降。计算2N3055s的总功耗，5A × （2.5V + 0.7V） = 16W。因此，2N3055 TO-3封装需要足够的散热器。

为了提高电源效率，输出级使用独立的电源，如图2所示。输出电源可以更低，以仅容纳 2N3055 所需的裕量。

图2.固定 2.5V 5A 电源

该固定电压电源可在 V 上采用一个 1μF 至 50μF 电容器时保持稳定OUT1_F针。电源输出端在 V 处的额外电容OUT1_S可以从小电容器到毫法范围内的大电容器不等。该电路无法吸收来自V的电流出1_S.灌电流限制在 VOUT1_F针。一个 2.5kΩ 外部电阻在 1mA 负载下保持环路有效。如果负载始终吸收足够的电流以保持电路源电流，则不需要该电阻。

上述电路的负载调整率如图3所示。在5A时，总误差小于60ppm，导致负载调整率小于12ppm/A。

图3.5A 电源的负载调整率

只需稍作修改，该电路即可转换为可变电源，如图4所示。LT6658 具有一个 2.5V 的固定输出。为了将输出范围减小到1V，在NR引脚上放置一个267Ω电阻以产生分压器。通过增加一个固定的1kΩ和可变的4kΩ电阻，在输出缓冲器周围集成了一个增益电路。请注意，LT6658 电源引脚上的最小电压为 4.25V（在 V 上）在针。V上的最小电压合1为 4.5V 或 V输出1+ 2.5V + V是以较高者为准。

图4.精密低噪声可变 1V 至 5V 5A 电源

为了演示低噪声能力，在NR引脚上放置一个220μF电容，如下图5a所示。这样可以消除带隙噪声，并将噪声密度降低到约7nV/√Hz。5安培电路的输出电压噪声图如图5b所示。

图 5a.用于演示5A噪声性能的电路


图 5b. 5A 电源的输出电压噪声

2N3055晶体管的β约为100，需要50mA的基极驱动，完全在V的输出驱动规格范围内输出1.

由于 LT6658 具有两个输出，因此第二个输出能够保持卓越的基准性能，而第一个输出则配置为一个高电流电源。

如果需要两个高电流输出，可以将第二个输出配置为低噪声大电流电源。每个缓冲器都有一个专用电源引脚，从而实现出色的电源抑制和非常低的通道间串扰。