El ruido del conmutador es algo sutil, no debemos generalizar.
A algunas cargas no les importa el ruido (por ejemplo, una CPU) mientras que a otras les importará. La frecuencia del ruido también es muy importante (la mayoría de los elementos analógicos, como los sistemas operativos y los LDO, tienen un rechazo decreciente a una mayor frecuencia debido al acoplamiento capacitivo y la disminución de la ganancia del bucle de realimentación). Así que debes saber tu carga.
A veces no es el ruido de salida del conmutador que muerde, sino el ruido que inyecta en su suministro de entrada (si se utiliza el mismo suministro para circuitos sensibles).
O ruido radiado, o ruido inyectado en la GND si el diseño apesta, por ejemplo, infringiendo la regla "¡No debe dejar que la corriente de di / dt de onda cuadrada entre en el plano de tierra!" Por ejemplo, considere la tarjeta de sonido EMU0202USB. Hay un conmutador 3V3 en él, que se encuentra a unos 5 cm de la CPU que alimenta. ¡La CPU tiene toneladas de tapas, pero el conmutador no tiene ninguna en su salida! Supongo que pensaron que había suficientes gorras alrededor de la CPU. Como resultado, la corriente de ondulación del inductor de 1MHz se ejecuta en el plano de tierra a más de 5 cm ... también tiene conmutadores de refuerzo para alimentar el opamp, y el diseño no es bueno. Esto convierte el GND local en un desastre, y la toma de auriculares está en medio del desastre ... genera toneladas de ruido de alta frecuencia.
Los conmutadores diferentes tienen características de ruido de salida muy diferentes, y el ruido que inyectan en su entrada también es muy diferente. Por ejemplo:
- Buck tiene un inductor en la salida
Por lo tanto, su corriente de salida es un diente de sierra continuo. El inductor de salida forma un filtro LC con la tapa de salida, lo que reduce la ondulación. La ondulación restante dependerá de la frecuencia, el valor del inductor y la capacitancia parásita y el valor de los condensadores de salida, ESL y ESR ... y por supuesto ... ¡diseño!
La corriente de entrada de Buck es, sin embargo, una onda cuadrada de borde rápido, por lo que inyectará gran cantidad de HF en su suministro de entrada, y este ruido puede llegar a otras partes del circuito.
Digamos que tienes + 15V para tus opamps. Y usas un dólar para obtener +3.3 para tu micro. Este dólar sacará la corriente de onda cuadrada HF de + 15V y la atornillará. En este caso, se necesita un filtro ... en la entrada del buck, no en la salida!
- Boost hace lo contrario, el inductor está en la entrada.
Extrae una corriente de diente de sierra de la entrada y genera una corriente de onda cuadrada. Por lo tanto, su salida es intrínsecamente más ruidosa que un dólar.
Ondulación y picos
También se deben distinguir estos dos tipos de ruido.
Un conmutador de 100 kHz tendrá una ondulación de 100 kHz en la salida, por ejemplo. Como se dijo anteriormente, Buck tendrá menos armónicos de HF en la forma de onda de ondulación debido a que el inductor de salida proporciona un filtro LC libre. A Opamps y otras cosas con PSRR que cae en HF les gusta esto.
En realidad, es más fácil filtrar la ondulación de HF (como 500 kHz) que la ondulación de LF (como los conmutadores de 25 kHz de tiempos pasados), porque el inductor y las tapas son más pequeños / más baratos, por lo que puede usar filtros más efectivos en el mismo espacio. También cuando el inductor es pequeño se puede obtener un
blindado uno para barato.
Y ... el otro tipo de ruido son los picos . Esta es la combinación de una corriente de conmutación MOSFET grande en nanosegundos, por lo tanto di / dt muy alta, por lo tanto picos de L.di / dt desagradables en todas partes hay inductancia. Estos picos de conmutación tienen un ancho de banda amplio (como GHz) y una tendencia a acoplarse en cualquier cosa y filtrarse en todas partes si el diseño apesta.
Además, los picos están modulados por la corriente de salida y el modo que utiliza el conmutador. Si está en modo de ahorro de energía, obtienes trenes de picos, luego, cuando se apaga, se silencia. Sus opamps lentos rectificarán y detectarán estos picos modulados de HF, sus opamps rápidos intentarán procesarlos como señal ...
Algunos conmutadores utilizan el cambio lento / suave para reducir los picos. Además, las cuentas de ferrita funcionan muy bien.
Ahora, para responder a tu pregunta:
Necesitas 12V de entrada, 0-30V fuera, y no especificas la eficiencia actual ni la eficiencia objetivo, por lo que no puedo responder.
De todos modos, si necesita eficiencia, use un aumento de presupuesto como éste . No recomendaré la versión FET externa para corrientes más altas ya que necesita un tablero de 4 capas y esto no se ajusta a su presupuesto de 100 €. No estoy seguro de que se pueda obligar a bajar a 0 V, pero creo que debería hacerlo, ya que el voltaje de salida se puede controlar inyectando una corriente conocida en el nodo de realimentación.
También puedes usar un aumento puro, seguido de un LDO. Sin embargo, a bajos voltajes de salida, la eficiencia chupará. Si se alimenta con una batería de 12 V, entonces le preocupará la eficiencia, por lo que tiene un problema.
Si se trata de una fuente de alimentación de red, elimine el inútil requisito de 12V, obtenga un suministro de CC de 32V o más, y use un buck simple para obtener una salida de 0-30V.