音頻設備中的幻象電源
作者：WENTING WU
1. 幻象電源：
音樂玩家常常會提到幻象電源這個專業名詞，那么什么是幻象電源，它與普通電源有何區別？它出現在哪些場景呢？今天我們就來一起聊一聊幻象電源。
幻象電源通常是一個在XLR電纜的引腳2和3上運行的一個正電壓（通常是從12V到48V），用于給電容式麥克風進行供電。使用“幻象”來描述這一特殊應用場景的電源，是因為音頻信號和供電只需一根XLR電纜即可，不需要額外的供電線纜。
一般動圈式麥克風不會使用到幻象電源，專業電容式麥克風才會使用到幻象電源， 因為電容式麥克風輸出阻抗非常高，幻象電源電路可以用來減少輸出阻抗。
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2. TI的幻象電源方案：
幻象電源通常有如下指標要求：
- 輸入電壓：5VIN/12VIN
- 輸出電壓：48VOUT
- 紋波<20mV
- 負載電流通常<60mA
滿足如上指標，TI有3個方案很適合在幻象電源設計中使用。
1）TPS61391集成電流鏡的 85V 輸出電壓升壓轉換器。
TPS61390/TPS61391 芯片應用在網紅聲卡的幻象電源中，主要優點有：
- 集成電流監控和保護功能的單芯片解決方案
- 小尺寸：QFN 3 mm x 3 mm，使用0604電感即可
- 低輸出紋波
- 快速過流保護的響應時間
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2）LM51571-Q1?采用雙隨機展頻技術的 4A、50V、2MHz 寬輸入電壓升壓、反激式和 SEPIC?轉換器?(LM51571-Q1為車規級芯片，工業版本的LM51571會在今年3Q上線TI官網)
LM51571 芯片應用于12VIN的幻象電源中，主要優點有：
- 寬輸入VIN
- 開關頻率不在AM頻段范圍內
- 擴寬頻譜以減小EMI
- 小尺寸：QFN-16 封裝 (3mm x 3mm)
- 集成了MOS管以減小整體設計尺寸
- 低靜態電流
3）LM51552MHz 寬輸入電壓、1.5A MOSFET 驅動器、非同步升壓控制器
LM5155 芯片應用于12VIN的幻象電源中，主要優點有：
- 開關頻率不在AM頻段范圍內
- 小尺寸：12pin-WSON 封裝 (3mmx2mm)
- 低靜態電流
- 低電流限制閾值以減小功耗損耗
- 允許同步實現高升壓比
如下是VIN=12V, VOUT=48V, IOUT=20mA的參考電路及負載瞬態響應仿真。不加LDO的情況下，輸出紋波為25.6mV。
3. 其他相關鏈接：
- 48V 輸出低噪聲幻象電源參考設計https://www.ti.com.cn/tool/cn/PMP40871?(原理圖，測試報告，BOM, GERBER…設計文件)
- 專業音頻應用中生成負電源軌的方案https://e2echina.ti.com/blogs_/b/power_house/posts/53194