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2009年1月11日 (日)

+5V to +/-12V Low Noise Isolated Switching Regulator

LT3439とLow Noise LDOを使用した大変にノイズの少ないレギュレーターが出来ました。
LT3439はプッシュプル出力のドライブ回路を内蔵していてドライブパルスの立ち上がり時間を可変できます。
実際スルーレートを上げていくと立上がりエッジ部分で大きななノイズが発生し、
スルーレートを下げるとスイッチングノイズが少なくなるのが確認出来ました。

出力ノイズ測定は下記の条件で行いました。
負荷への配線長は5cmで負荷抵抗にOSコン(150uF/20V)を並列接続。
プローブは同軸ケーブルの先端を1cmむき出しにして負荷に直接半田付け。
スコープのレンジは1mV/dev。
スコープは20MHz帯域。
上記条件でノイズの測定は不可能でした。
下の写真で示したノイズ電圧はプローブ先端をショートした波形と同じです。

3

出力電圧は負荷電流+/-50mAで+12.11V,-12.03Vでした。
その時の入力電流は340mAでした。
負荷電流を+/-97.8mAの時は+11.78V,-11.64Vでした。
その時の入力電流は640mAでした。
LT1761及びLT1964は最大電流は100mAです。

ノイズ、供給電流ともに据え置き型HPAに充分使えるスペックだと思います。
絶縁された+/-電源なので入出力のグランドを共通にして、
+5VからダイレクトにiPodへの充電が可能になります。
前回作ったようなバイアス回路が不要になります。
この回路の出典元はLT社のDESIGN NOTES-316です。

使用部品は入手可能な部品に置き換えてあります。
IC、トランス、キャパシターはDigi-Keyにて入手しました。

ICの実装は楽しいながら苦労しました?
LT3439は18pinの0.65mmピッチ。
LT1761とLT1964はTSOT-23という0.95mmピッチ。
LT3439はサンハヤトのSOP変換基板(SSP-61)を使いました。
32pin用なのですが大は小を兼ねます。
裏面には角パッドは配置してあり、ここがトランスを実装するのにピッタリでした。
TSOT-23は1.27mmピッチのユニバーサル基板に注意深く実装しました。
グランドはインピーダンスを下げる為に積極的に銅箔テープを使用しました。

プッシュプル出力のスイッチングレギュレーターの回路を見ていると
インダクターが一個だけのレギュレーターはノイズでまくりの回路に見えてきます。
ノイズは発生した後に処理をするのではなく
LT3439のように始めからノイズをコントロール出来るのが良いと感じました。
クロックも可変できますから
機器組み込み時にの他の回路に影響を与えなように
スイッチング周波数を変えて回避するという事も考えられます。

蛇足ながら
LT3439は出力電圧を制御する為のフードバック用の端子がありません。
入力電圧が変化するとフライバックトランスの二次電圧も変化します。
入力電圧が一定な時、出力電圧はフライバックトランスの巻線比で決まります。

ちなみに+5V入力で出力電流40mAの時のブリッジの出力電圧は13.7Vででした。
4Vにすると10.9Vまで低下します。
+5V入力時の入力差は1.7Vしかありません。
LM317タイプだと入出力電圧差が3V以上必要ですから
今回使用した低飽和タイプのレギュレータで安定化させる必要があります。

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