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在專業音頻設備中,電容麥克風需要一個穩定的 48 V幻像電源 來為內部電容傳感器充電并驅動緩沖電路。該電源的電流需求通常僅幾毫安,但對 噪聲和EMI控制 要求極高。本文將介紹如何使用 LT8362升壓轉換器 構建一個緊湊、高效且具有超低輸出噪聲的幻像電源方案。如需LT8362產品規格書、樣片測試、采購、BOM配單等需求,請加客服微信:13310830171。
幻像電源需滿足以下關鍵指標:
輸出電壓穩定于48 V;
輸出電流通常低于50 mA;
輸出噪聲極低(<1 mVpp);
EMI必須盡可能抑制,避免干擾敏感音頻信號鏈;
整體尺寸小,適合集成于便攜或嵌入式設備中。
傳統做法是采用線性穩壓器直接從高壓源獲取48 V,但這要求前級具備足夠高的輸入電壓,并且效率低下。而使用開關型升壓拓撲雖然效率高,但開關噪聲大,難以滿足音頻應用對純凈電源的需求。
本方案選用 LT8362 作為主控芯片,其主要優勢包括:
輸入電壓范圍寬(2.8 V至60 V),支持從5 V、12 V或24 V輸入升壓;
內置60 V/2 A功率MOSFET;
支持高達2 MHz開關頻率,減小外部元件尺寸;
擴展頻譜調制技術降低EMI;
封裝小巧(3 mm × 3 mm DFN);
支持突發模式(Burst Mode?),靜態電流僅9 μA。
圖1所示為基于LT8362演示板(DC2628A)的標準升壓電路,其輸出電壓設定為49 V,以適應后續濾波環節的壓降。
圖1
盡管LT8362具備良好的EMI抑制能力,但在音頻頻段(20 Hz ~ 20 kHz)仍存在因反饋環路增益引起的基準噪聲放大問題。為此,我們引入了一種經典的模擬技術——電容倍增器電路。
1. 電容倍增原理
如圖2所示,在輸出端增加由NPN晶體管(如SBCP56-16T1G)和100 μF電容構成的電路。通過晶體管的β值(電流增益)放大電容等效容量,從而顯著降低輸出紋波。
圖2
例如,當β=200時,100 μF電容可等效為20,000 μF的大電容,有效濾除低頻噪聲。
2. 實測效果對比
濾波前(C4處):噪聲約為80 mV峰峰值,占輸出的0.2%;
濾波后(電容倍增后):噪聲降至約1 mV峰峰值,僅占輸出的0.002%,即20 ppm,完全滿足專業音頻標準。
在不同負載條件下(2 kΩ至500 Ω),輸出電壓僅從47.8 V下降至47.5 V,保持良好穩定性。對于更低輸入電壓(如5 V),可通過降低開關頻率至1 MHz,并增大電感(10 μH ~ 15 μH)和輸出電容(C4加倍)來維持性能。
此外,BIAS引腳可用于提升輕載效率,UVLO功能確保輸入電壓不足時不啟動系統,保護后級設備。
推薦應用:
專業錄音設備中的電容麥克風供電;
音頻前置放大器偏置電源;
工業測量與測試設備中的高精度信號采集模塊;
汽車音響系統與會議系統中的高端麥克風接口。
布局要點:
輸入/輸出電容盡量靠近IC,減少高頻回路面積;
功率路徑走線加粗,降低損耗;
地平面完整,避免分割;
控制信號線遠離功率開關節點;
使用屏蔽電感以進一步抑制輻射噪聲。
LT8362配合“電容倍增”技術,為構建高性能幻像電源提供了一個緊湊、高效的解決方案。它不僅實現了48 V輸出的高穩定性和超低噪聲(<1 mVpp),還具備寬輸入適應能力和出色的EMI控制性能。
對于追求高品質音頻表現、同時受限于空間與功耗的設計工程師而言,該方案值得在實際項目中推廣應用。通過合理配置外圍元件與優化PCB布局,可以輕松滿足嚴苛的專業音頻系統需求。