Convertisseurs abaisseurs à faible bruit et à fonction de compensation intégrée | TI
Texas Instruments lance une gamme de régulateurs à découpage CC/CC à faible bruit intégrant une fonction de compensation basée sur le bloc de ferrite. Le TPS62912 et le TPS62913 garantissent un niveau de bruit bas, de 20 µVefficaces, pour la plage de fréquences comprise entre 100 Hz et 100 kHz, et une ondulation de tension en sortie extrêmement faible de 10 µVefficaces.
Les ingénieurs sont ainsi en mesure de retirer un, voire plusieurs régulateurs à faible tension de déchet (LDO) de leurs circuits, de réduire les pertes de puissance de 76% et d’économiser 36% d’espace sur le circuit imprimé.
Le bruit au niveau de l’alimentation électrique est un enjeu majeur sur bien des applications d’essai et de mesure de haute précision, mais aussi pour le secteur médical, l’aérospatiale et la défense, ou les infrastructures sans fil. Une architecture d’alimentation à faible bruit classique est constituée d’un convertisseur CC/CC, d’un régulateur à faible tension de déchet et faible bruit, et enfin d’un filtre extérieur au circuit intégré, par exemple un bloc de ferrite. Grâce à la fonction de compensation intégrée basée sur un bloc de ferrite, le TPS62912 et le TPS62913 utilisent ce composant déjà présent sur la plupart des systèmes pour filtrer les bruits haute fréquence, réduisant ainsi l’ondulation de la tension d’alimentation en sortie d’environ 30 dB, et simplifiant le circuit.
Les systèmes haute précision nécessitent des rails d’alimentation à faible bruit et faible ondulation pour préserver la précision et l’intégrité du signal. Le TPS62912 et le TPS62913 garantissent les deux, ainsi qu’un taux de réjection de l’alimentation de 65 dB jusqu’à 100 kHz. De surcroît, cette famille de convertisseurs abaisseurs affiche une erreur de tension en sortie inférieure à 1%, qui participe à garantir une précision optimale. Ils permettent également d’utiliser la modulation de fréquence par étalement de spectre pour atténuer davantage les parasites et permettre une synchronisation avec une horloge externe. Les ingénieurs peuvent ainsi remplir aisément leurs objectifs de rapport signal sur bruit et de plage dynamique exempte de parasites, qui sont essentiels dans des applications d’imagerie médicale ou de radar.
Pour concevoir l’alimentation d’un circuit analogique sensible, les ingénieurs se sont toujours trouvés contraints de trouver un compromis entre le bruit et l’efficacité. Utiliser un régulateur à découpage seul génère un bruit de commutation trop important. Ajouter un régulateur LDO en sortie pour réduire ce bruit occasionne des pertes de puissance supplémentaire, en particulier pour des courants de charge élevés. Avec leur rendement maximal de 97%, le TPS62912 et le TPS62913 permettent de filtrer le bruit sans recourir à un régulateur LDO, et ainsi de réduire les pertes de puissance de 76% – soit 1,8 W sur un circuit frontal analogique (AFE) et 1,5 W sur un circuit doté d’un convertisseur analogique-numérique (CAN) à large bande. Cela représente respectivement une amélioration de 20% et de 15% de l’efficacité par rapport à une architecture de puissance à faible bruit classique.
En utilisant le TPS62912 ou le TPS62913 dans leurs systèmes, les concepteurs en éliminent non seulement les régulateurs linéaires, mais aussi les composants passifs associés, permettant ainsi une économie d’environ 20 mm2 par régulateur LDO sur le circuit imprimé. Sur des systèmes utilisant généralement un seul de ces régulateurs, on peut ainsi observer un gain de place de 36%. De plus, la fonction de compensation intégrée basée sur un bloc de ferrite de ces convertisseurs abaisseurs réduit le nombre total de composants CC/CC en éliminant deux condensateurs et deux résistances, ce qui permet de réaliser des économies sur le coût du système global et d’accélérer la conception.
Fabricant : Texas Instruments
