Topología de suministro de 3V y 5V (diseño incorporado, señal mixta)

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Estoy desarrollando un sistema integrado de señal mixta que requiere rieles de 5V y 3V.

El riel de 5 V alimenta un sensor analógico y un ADC de precisión. La naturaleza del sensor es tal que su salida será CC la mayor parte del tiempo y que cambiará lentamente el resto del tiempo. El bajo ruido y el bajo coeficiente de temperatura son los aspectos más importantes de este riel.

El riel 3V suministra los circuitos digitales (interfaz digital ADC, MCU (SPI y comunicaciones UART), módem). Hay dos esclavos SPI: el ADC y un DAC. El ruido, el tempco y la regulación de este riel no son críticos. El bajo costo es lo más importante.

El ADC está muestreando continuamente, las transacciones SPI son periódicas y la comunicación UART es a pedido (y poco frecuente). El oscilador interno del microcontrolador funciona a 1MHz y se sincroniza con un cristal de reloj de 32768Hz.

Tiene que haber un amplio rango de voltaje de entrada (10 - 40V DC). Por esta razón pretendo usar tres LDO de serie; el primero se conectará a la entrada y generará 5.5V. El motivo de 5,5 V es que el suministro de 5 V tiene un voltaje de caída de 200 mV, que debe mantenerse en un amplio rango de temperatura.

Este riel de 5.5V alimentará a los otros dos LDO. La siguiente imagen muestra dos formas de lograr esto (la resistencia de 40 ohmios es integral a un IC, toda la corriente del circuito fluye a través de él):

Con referencia a la imagen, evalúe la veracidad de las siguientes afirmaciones:

1) La topología B es muy superior, incluso si los suministros se desvían bien, ya que los cambios en la demanda seguirán teniendo algún efecto en la regulación de la carga del riel de 5V.

2) No hay mucha diferencia entre las topologías A y B, si los suministros están bien desviados y el riel de 5 V tiene una buena regulación de la carga.

3) Las declaraciones 1) y 2) no se pueden evaluar de manera significativa sin más información sobre el sistema y los componentes.

4) El mayor efecto se debe, en gran medida, al esquema de conexión a tierra (por ejemplo, las conexiones a tierra conectadas en serie a la resistencia de 40 ohmios en contraposición a una configuración en estrella).

5) Ambas topologías son una forma extraña / ineficiente de lograr el objetivo. Hay soluciones que son mucho mejores en términos de costo y rendimiento.

6) Esta pregunta muestra una falta de comprensión.

EDITAR: 7) Los LDO son generalmente mejores para manejar la variación de línea que la variación de carga. Entonces, mientras que la topología B podría tener un efecto mayor en el riel de 5,5 V, el LDO de 5 V lo manejará mejor que si hubiera un efecto en su carga (como en la topología A).

EDITAR: Para aclarar, el circuito es de baja potencia; solo se extraen de la entrada 3.1mA en total.

    
pregunta Community

1 respuesta

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B es mejor: no está inyectando directamente ruido digital en su suministro analógico de precisión.

Podría ser incluso mejor extraer el suministro de 3.3V directamente del suministro de entrada. Por ejemplo, un solo BJT (seguidor de emisor) del regulador de 5.5V le dará un poco menos de 5V de salida, que su 3.3O LDO puede manejar fácilmente (asumiendo que no puede manejar 40V directamente). Eso también reducirá la disipación en el LDO de 5.5V (¿realmente tiene que llamarlo así de cerca, y realmente necesita un LDO en esta posición?).

    
respondido por el Spehro Pefhany

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