LT6658：高精度双输出电压基准源的深度解析

在电子设计领域，高精度、低噪声的电压基准源是众多应用的核心组件。今天，我们就来深入探讨凌力尔特（现ADI）的LT6658，一款结合了高精度电压基准和线性调节器性能的双输出参考源。

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一、LT6658的特性亮点

1. 双输出跟踪参考

LT6658具有双输出，每个输出都可配置到6V，且两个输出具有相同的精度规格，能在温度和负载变化时相互跟踪，这对于需要多个高精度电压源的应用非常关键。

2. 强大的输出能力

• 输出1可提供150mA的源电流和20mA的灌电流。
• 输出2可提供50mA的源电流和20mA的灌电流。

  3. 低漂移与高精度

• 有A、B两个等级，A等级的温度漂移最大为10ppm/°C，B等级最大为20ppm/°C。
• 精度方面，A等级最大为±0.05%，B等级最大为±0.1%。

  4. 低噪声性能

  在0.1Hz至10Hz的频率范围内，噪声仅为1.5ppmP - P，能有效减少对系统的干扰。

  5. 宽工作电压范围

  可在高达36V的电压下工作，适应多种电源环境。

  6. 良好的负载调节和电源抑制比

• 负载调节率为0.25µV/mA，能在负载变化时保持输出电压的稳定。
• 在10kHz时，交流电源抑制比（AC PSRR）达到96dB，有效抑制电源纹波。

  7. 其他特性

• 输出具有Kelvin Sense连接，可补偿线路电阻带来的压降。
• 具备热关断功能，保障芯片在过热时的安全。
• 每个输出有独立的电源引脚，可灵活配置以降低功耗和隔离缓冲放大器。

二、电气特性详解

1. 输出电压精度

不同等级的LT6658在输出电压精度上有所差异，A等级的精度更高，能满足对电压精度要求苛刻的应用。

2. 温度系数

温度系数衡量了输出电压随温度变化的程度，LT6658的低温度系数确保了在不同温度环境下的稳定输出。

3. 线路和负载调节

线路调节描述了输入电压变化时输出电压的稳定性，负载调节则体现了负载电流变化时输出电压的变化情况。LT6658在这两方面都表现出色。

4. 输出噪声

输出噪声是影响系统性能的重要因素，LT6658通过优化设计降低了噪声，特别是在低频段表现优异。

5. 电源抑制比

高电源抑制比意味着LT6658能有效抑制电源中的纹波和噪声，为系统提供干净的电源。

三、典型应用场景

1. 微控制器或FPGA与ADC/DAC应用

为高精度的ADC和DAC提供稳定的参考电压，确保数据采集和转换的准确性。

2. 汽车控制和监测

在汽车电子系统中，对电压的稳定性和精度要求极高，LT6658能满足汽车环境下的复杂需求。

3. 精密低噪声调节器

作为调节器，为其他电路提供稳定的电源，减少噪声干扰。

4. 仪器仪表和过程控制

在需要高精度测量和控制的仪器仪表中，LT6658的高精度和低噪声特性使其成为理想选择。

四、应用信息与设计要点

1. 电源引脚和接地

• LT6658有三个电源引脚，可灵活配置以降低功耗或隔离缓冲放大器。
• 接地设计至关重要，所有接地引脚和暴露焊盘应连接在一起，采用星型接地或接地平面，以减少接地电流和寄生电阻对负载调节的影响。

  2. 输入旁路电容

  每个输入电压引脚需要一个0.1µF的电容靠近引脚放置，在电源进入电路板处还建议使用10µF的电容。BYPASS引脚需要一个1µF的电容以确保稳定性。

  3. 稳定性和输出电容

• LT6658在1µF至50µF的输出电容范围内都能保持稳定，但应选择低ESR和ESL的电容，以避免影响稳定性和输出响应。
• 不同类型的电容在温度和直流偏置电压变化时表现不同，需要根据具体应用选择合适的电容。

  4. 启动和瞬态响应

  启动时间受带隙充电电流和输出电容大小的影响，较大的输出电容会延长启动时间。负载电流阶跃时的瞬态响应与负载阶跃大小、输出电容大小有关。

  5. 输出电压缩放

  可通过外部电阻独立配置输出缓冲器的增益，实现非标准输出电压。但在配置增益时，需注意输出电压的摆动范围和反馈电阻的布局。

  6. Kelvin Sense引脚

  为确保良好的负载调节，Kelvin Sense引脚应靠近负载连接，以避免线路电阻带来的电压降。

  7. 输出噪声和噪声降低

  通过在NR引脚连接电容可对带隙噪声进行带限，降低输出噪声。但增加电容会延长启动时间，需要根据具体应用权衡。

  8. 电源抑制

  三个电源引脚的独立配置可提供出色的交流电源抑制性能，可根据应用需求灵活供电。

  9. 输出禁用

  OD引脚可用于在故障条件下禁用输出缓冲器，确保系统安全。

  10. 内部保护

  具有过热保护和短路保护功能，当内部芯片温度超过165°C时，输出缓冲器将被禁用；短路时，输出电流将被限制。

  11. 功耗计算

  功耗由输出器件和内部电路的功耗组成，可通过合理配置电源电压降低功耗。同时，要注意热阻和结温的关系，避免芯片过热。

  12. 安全工作区

  安全工作区描述了芯片在不超过最大结温的情况下的工作范围，设计时应避免长时间在极限条件下工作。

  13. PCB布局

  良好的PCB布局对于LT6658的性能至关重要，包括电源引脚的电容放置、输出电容的靠近放置、接地设计以及避免寄生电阻等。

五、总结

LT6658是一款性能卓越的高精度双输出电压基准源，具有多种优秀特性和丰富的应用场景。在设计过程中，我们需要充分考虑其电气特性和应用信息，合理选择参数和进行PCB布局，以发挥其最大性能。你在使用LT6658的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。