4 전원 공급 회로 옵션

과도 전류는 전압 강하와 같은 문제를 일으킬 수 있으며 이는 ADC 작동을 불안정하게 만들 수 있습니다. 따라서 평균 및 과도 전류 수요를 모두 수용할 수 있는 전원 공급 장치를 설계하는 것이 중요합니다. 세 가지 전원 공급 장치 옵션의 이점 및 과제를 살펴봅니다.

• 저손실 레귤레이터(LDO). TI는 LDO를 사용하여 정밀 ADC에 전원을 공급하는 것을 권장합니다. LDO는 탁월한 잡음 성능, 낮은 전압 리플, 작고 단순한 구현 등 많은 이점을 제공합니다. LDO의 가장 중요한 이점은 과도 상태 중에 출력 전압을 안정적으로 유지하면서 낮은 정동작 전류를 제공할 수 있는 능력입니다. 모든 애플리케이션에 가장 잘 맞는 LDO를 선택하는 방법에 대한 자세한 내용은 아래 관련 웹사이트 섹션을 참조하십시오.
• 선형 레귤레이터. 표준 손실 전압을 사용하는 선형 레귤레이터는 LDO를 비용이 많이 드는 경우 좋은 옵션이 될 수 있습니다. 선형 레귤레이터는 과도 상태에서 출력 전압을 안정적으로 유지하면서 LDO와 유사한 낮은 정동작 전류를 제공할 수 있습니다. 선형 레귤레이터의 문제는 손실 전압이 훨씬 더 커지기 때문에 이러한 장치에 전원을 공급하기 위해 특정 전압 레일이 필요할 수 있다는 것입니다. 선형 레귤레이터는 또한 효율성이 떨어지고 더 많은 열을 방출해야 하기 때문에 더 큰 패키지로 제공되는 경향이 있습니다. 추가 열은 폐쇄형 시스템의 온도를 높여 정밀 시스템의 드리프트 오류를 유발할 수 있습니다.
• 션트 레귤레이터. 가장 비용 효율적인 전원 공급 장치 옵션 중 하나는 션트 레귤레이터입니다. 이러한 비용 절감은 신뢰할 수 있는 전원 공급 회로를 설계하는 데 필요한 추가 복잡성을 부담하게 됩니다. 예를 들어, 양극 공급 작동이 필요한 정밀 ADC는 저전압, 조정 가능 션트 레귤레이터인 TLV431을 사용하여 ±2.5V 레일을 생성할 수 있습니다. TLV431은 VREF가 낮기 때문에 이 용도로 사용할 수 있습니다. 하지만 이 레귤레이터의 한 가지 과제는 제한된 양의 전류만 공급할 수 있다는 것입니다. TLV431 데이터시트에도 ≥ 1mA의 음극 전류가 필요합니다. 이러한 두 가지 제한은 그림 5 및 그림 6에 나와 있는 표준 설정의 출력 전류 기능을 제한합니다.

그림 5 양극 출력을 지원하는 전류 제한 션트 레귤레이터 회로.

그림 6 음극 출력을 지원하는 전류 제한 션트 레귤레이터 회로.

그림 5 및 그림 6에서는 음극 전류와 ADC에 공급되는 전류가 저항 R1을 통해 흐르게 된다는 것을 보여줍니다. 이 구성은 공급 전류를 (VSUP – VREF)/R1로 제한하므로 두 가지 설계 문제가 발생합니다. 첫째, R1을 통해 지속적으로 흐르는 전류는 적용된 부하가 없더라도 전력을 소비합니다. 사용 가능한 공급 전류를 높이기 위해 R1을 줄이려고 시도하면 정적 전력 손실도 비례적으로 증가합니다. 둘째, R1에서 설정하는 최대 전류는 일반적으로 ADC에 필요한 수백 밀리암페어의 과도 전류를 지원할 수 없습니다. 필요한 전류를 제공하지 못하면 공급 전압이 저하되고 ADC 작동이 불안정해질 수 있습니다.

그림 5 및 그림 6의 회로에 두 구성품을 추가하여 이러한 문제를 완화합니다. 그림 7 및 그림 8에서는 트랜지스터와 바이어스 저항 Rb가 포함된 수정 션트 레귤레이터 회로를 보여줍니다.

그림 7 양극 출력을 지원하는 향상된 션트 레귤레이터 회로.

그림 8 음극 출력을 지원하는 향상된 션트 레귤레이터 회로.

그림 7 및 그림 8의 전원 공급 회로는 트랜지스터가 공급 입력(VSUP)과 출력(VOUT) 사이의 저항을 없애기 때문에 그림 5 및 그림 6의 시스템에 비해 더 많은 전류를 제공할 수 있습니다. 이 새로운 회로는 R1에 의존하는 대신 Rb를 설치하여 ≥ 1mA의 음극 전류를 유지할 수도 있습니다. 따라서 저항 R1 및 R2는 방정식 1에 따라 출력 전압을 설정하는데만 필요합니다.

션트 레귤레이터로 전압 레퍼런스를 사용하는 방법에 대한 자세한 내용은 아래 관련 웹사이트 섹션을 참조하십시오.