Refulator™ - 정밀도와 전력에 대한 요구를 한 번에 해결


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글/Michael B. Anderson, Sr. Design Engineer, Signal Conditioning Product Group
     Linear Technology, Now Part of Analog Devices


정밀 아날로그 디자이너들은 흔히 잡음이 없는 깨끗한 전압 레퍼런스를 사용해서 DAC 와 ADC 컨버터를 구동한다. 이것은 레퍼런스의 기본적인 용도를 넘어서는 것이다. 레퍼런스는 원래 개별의 컨버터의 레퍼런스 입력으로 깨끗하고 정밀하고 안정적인 전압을 제공하기 위한 것이기 때문이다. 그런데 이 방법은 얼마간의 주의를 기울이기만 한다면 대개의 경우에 효과적이다. 이 때문에 레퍼런스에 대해서 갈수록 더 고전류 애플리케이션을 충족할 수 있도록 요구가 계속해서 높아지고 있다. 그렇다면 레퍼런스를 사용해서 이 컨버터를 구동할 수 있다면 아날로그 신호 체인의 다른 장치들이나 또 다른 컨버터들은 왜 안 되겠는가? 그리고 이 목록은 계속해서 늘어날 수 있을 것이다.
설계 작업을 할 때는 많은 단계에서 정밀도냐 아니면 전력이냐를 놓고 의사결정을 해야 한다. 가장 단순한 방법은 정밀도가 요구될 때는 레퍼런스를 사용하고 밀리와트대의 전력이 요구될 때는 레귤레이터를 사용하는 것이다. 그러면 추가적인 보드 공간을 차지하고 비용을 증가시킬 뿐만 아니라, 이들의 공칭 전압이 동일하다 하더라도 각기 개별적인 신호들을 배선해야 한다. 그런데다가 밀리와트대의 전력을 제공하기 위해서는 고정밀 전압 소스가 필요하므로 레퍼런스를 버퍼링해야 한다. Linear Technology의 LT6658은 바로 이러한 딜레마를 해결하는 제품으로서, 합쳐서 200mA 출력 전류 용량과 최첨단의 레퍼런스 사양으로 2개의 저잡음 정밀 출력을 제공한다.

제품의 개요

LT6658은 레퍼런스의 정확도와 선형 레귤레이터의 전력을 결합한 정밀 저잡음 레귤레이터이다. LT6658은 10ppm/℃의 드리프트와 0.05%의 초기 정확도를 자랑한다. 전력 면에서 LT6658은 각 150mA 및 50mA를 제공하고 동적으로 20mA를 싱크할 수 있는 2개 출력을 제공한다. 정확도를 유지할 수 있는 점으로서, 부하 레귤레이션은 0.1ppm/mA이다. 라인 레귤레이션은, 입력 전압 전원 핀들을 한 데 연결하면 정격적으로 1.4ppm/V 및 입력 핀들을 각기 별도의 전원을 사용해서 제공하면 0.1ppm/V 미만이다.
LT6658의 기능과 작동 원리를 더 잘 이해할 수 있도록 그림 1은 애플리케이션 예를 보여준다. LT6658은 밴드갭 스테이지, 잡음 감소 스테이지, 2개 출력 버퍼로 이루어진다. 밴드갭과 2개 출력 버퍼를 따로따로 구동함으로써 절연이 극히 우수하다. 또한 각 출력 버퍼로 켈빈 검출 피드백 핀을 사용함으로써 최대의 부하 레귤레이션을 달성한다.
잡음 감소 스테이지는 400Ω 저항과 외부 커패시터 용의 핀으로 이루어진다. 이 RC 네트워크가 저역통과 필터로서 동작함으로써 밴드갭 스테이지로부터의 잡음에 대해서 대역 제한을 한다. 외부 커패시터는 임의적인 크기일 수 있으며 잡음 대역폭을 극히 낮은 주파수로 낮출 수 있다.

소싱 및 싱크

레귤레이터로서 LT6658은 VOUT1_F 핀으로부터 150mA 및 VOUT2_F 핀으로부터 50mA를 공급하며 두 핀 모두 20mA를 싱크할 수 있다. 동적으로 싱크를 할 수 있으므로 뛰어난 트랜션트 응답을 달성할 수 있으며 빠르게 안정화를 할 수 있다. 빠르게 트랜션트 응답을 할 수 있으며, 그러면서도 0.1ppm/mA의 극히 우수한 부하 레귤레이션을 유지한다.
출력 추종
다중의 컨버터에 각기 다른 전압 레퍼런스를 사용하는 애플리케이션의 경우에는, LT6658의 출력들이 추종을 함으로써 일관된 변환 결과를 달성한다. 이것이 가능한 것은 LT6658의 2개 출력이 공통적인 전압 소스를 사용해서 구동되기 때문이다. 출력 버퍼를 트리밍함으로써 우수한 추종과 낮은 드리프트를 달성할 수 있다. VOUT1_F의 부하가 0mA에서 150mA로 높아질 때 VOUT2 출력이 12ppm 미만으로 변화한다. 다시 말해서 변화하는 부하와 동작 조건에도 불구하고 출력들 사이의 관계를 잘 유지한다...(중략)

기사입력 : 2017-09-05

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