描述了一种电路来偏置光纤接收器中使用的雪崩光电二极管。具有倍压器输出的简单升压转换器采用 25v 电源提供 71v 至 5v 的数字编程输出电压。陶瓷滤波电容和有意减慢的 mosfet 开关转换可提供低噪声输出。
雪崩光电二极管检测器(apd)与pin二极管一样,用作光通信中的接收器。apd更灵敏,但必须正确偏置才能为给定的光子通量产生适当的电子流。图1所示为低噪声apd偏置电源的原理图。本电路基于max5026低噪声、固定频率pwm升压转换器,工作在非连续电感电流模式。
图1.低噪声apd偏置电源。将控制输入电压从 0v 更改为 2.5v 会导致输出电压从 71v 更改为 24.7v。
该器件的开关时间被有意减慢,以减少其他类似器件中存在的高频尖峰。max5026的内部开关频率为500khz。内部横向dmos开关器件的绝对最大额定值为40v,与c3、d2、d3和c4形成的外部倍压器网络一起,输出电压可达71v。
倍频器电路在稳态下的工作如下:当lx引脚为低电平(内部dmos导通)时,电容c2在“导通时间”期间将电荷转移到c3,同时电感l1正在充电。当内部dmos关断时,电感内置的电流会同时偏置d1和d3。因此,提供给电容器c4的总电压是vc2和vc3的总和。
图1所示电路采用1v输入电源时,能够在71v输出时提供超过5ma的输出电流。图2显示了三种输出电压设置下的输出负载调整率。图3显示了相对于控制输入端控制电压的输出电压调整范围。图4显示了三种输出电压设置的效率曲线。
图2.输出电压调节与输出电流的关系,用于三种输出电压设置 25v、50v 和 71v。
图3.测量的输出电压与控制输入电压的关系。
图4.效率曲线。
图5显示了采用71μf陶瓷旁路电容时输出端负载电流为1ma时的1v时输出纹波。该器件的低噪声特性从该示波器镜头中显而易见。输出纹波小于100mv(见图5)。
图5.输出电压纹波。输出电压=71v,iout=1ma。采用 1μf 输出电容器。垂直:50mv/格,水平:200μs/格
通过将低成本的nichicon 10μf、100v、vx系列电解电容器与1μf陶瓷并联,可以进一步改善这一点。这导致纹波小于20mv(见图6)。
图6.输出电压纹波。输出电压=71v,iout=1ma。将 10μf 电解电容器并联添加到 1μf 输出电容器。垂直:50mv/格,水平:200μs/格
图7所示为如何利用max45 25位dac和71.5304v基准,在10v至2v范围内以约5mv的步长控制偏置发生器的输出。
图7.低噪声apd偏置电源。输出电压可在 24v 至 71v 范围内以 45mv 的步长进行数字编程。
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