LTC2923/LTC3020/LTC3025/LTC1844線性穩壓器的電源跟蹤的介紹、特性、及應用


LTC2923對開關電源的上電和下電行為提供了簡單而通用的控制。它允許多個電源跟蹤主電源的電壓,使它們的相對電壓符合現代數字半導體(如dsp,微處理器,fpga和asic)的嚴格上電規范。LTC2923專為開關電源設計(參見《線性技術雜志》2004年2月版的“無mosfet的多功能電源跟蹤”),但它很容易適應線性穩壓器,包括流行的低差(LDO)類型。這里總結了幾種用LTC2923控制線性穩壓器的技術。
單一監管機構
表1列出了用LTC2923測試過的三種流行的單片線性穩壓器。使用LTC2923對線性穩壓器單片ldo進行這三種電源跟蹤通常非常簡單:
LTC3020是一款100mA低壓差穩壓器(LDO),工作時輸入電源電壓在1V到10V之間。由于它的ADJ引腳的行為類似于大多數開關穩壓器上的反饋引腳,因此使用LTC2923跟蹤LTC3020的輸出很簡單。LTC2923數據表中顯示的標準電路和設計程序與LTC3020一起使用時不需要修改(圖1和2)。
LTC3025是一款300mA單片CMOS LDO,可調節0.9V至5.5V之間的輸入電源,而2.5V至5.5V之間的偏置電源為該部分供電。與LT3020類似,LTC3025的ADJ引腳在操作上與普通開關相同。因此,LTC3025與LTC2923結合為小于300mA的負載提供了簡單的電源跟蹤解決方案(圖1和2)。
LTC1844 CMOS LDO驅動負載高達150mA,輸入電源電壓在1.6V和6.5V之間。當與LTC2923一起使用時,應包括前饋電容器,如LTC1844數據表的“可調操作”部分所述。否則,不需要特別考慮。
監管機構 | 我((MAX)) (V) | V ((MIN)) (V) | V ((MAX)) (V) | V(輟學)(V) |
LT3020 | 100毫安 | 0.9 | 10 | 0.15 |
LTC1844 | 150毫安 | 1.6 | 6.5 | 0.11 |
LTC3025 | 300毫安 | 0.9 | 5.5 | 0.045 |
圖1所示 LTC2923使LT3020和LTC3025的輸出在上電和下電期間跟蹤。 圖2 LT3020和LTC3025低差線性穩壓器的輸出一起上升和下降。(圖1電路輸出)。
LTC1761系列單片雙極穩壓器
表2顯示了LTC1761系列單片雙極低差穩壓器。這些穩壓器覆蓋廣泛的負載電流,提供出色的瞬態響應和低噪聲,使其成為負載小于3A應用的熱門選擇。
監管機構 | 我((MAX)) (V) | V ((MIN)) (V) | V ((MAX)) (V) | V(輟學)(V) |
LT1761 | 100毫安 | 1.8 | 20. | 0.30 |
LT1762 | 150毫安 | 1.8 | 20. | 0.30 |
LT1962 | 300毫安 | 1.8 | 20. | 0.27 |
LT1763 | 500毫安 | 1.8 | 20. | 0.30 |
LT1963A | 1.5 | 2.1 | 20. | 0.34 |
LT1764A | 3 | 2.7 | 20. | 0.34 |
在這些穩壓器中,當OUT引腳降至約1V以下時,ADJ引腳會吸收過量電流,這是一個ldo通常不會經歷的工作區域。然而,當輸出低于1V時,跟蹤另一個電源的LDO進入該區域(圖3)。如果不考慮這個過量電流,當跟蹤低于1V時,LDO的輸出將略高于理想值。已經使用了三種技術來成功跟蹤該LDO系列低于1V的輸出。
圖3 具有可調輸出的LT1761/LT1962/LT1762/LT1763/LT1963A/LT1764A只跟蹤1V以上,除非根據本文討論的修改。的SHDNLDO的引腳在斜坡上升之前和斜坡下降之后都是活動的。
如果不需要低降電壓,只需將兩個二極管串聯到OUT引腳上(圖4)。在這種配置中,OUT引腳保持兩個二極管高于電路輸出。因此,即使在近地驅動輸出時,LDO仍保持在其正常工作區域。由于反饋電阻連接到輸出端,LDO調節電路輸出端的電壓,而不是LDO的OUT引腳。二極管電壓隨負載電流和溫度的變化而變化,因此在最小二極管電壓下驗證輸出是否足夠低。同樣,輸入電壓必須足夠高,以便在二極管降達到最大值時調節輸出。該解決方案有效地增加了線性穩壓器的兩個二極管降壓。因此,以下解決方案可以更好地滿足需要低降電壓的應用。
圖4 與OUT引腳串聯的二極管允許LT1761跟蹤到0V。
當負載小于500mA且需要低壓降電壓時,考慮使用LT1761、LT1962、LT1762或LT1763穩壓器。如果將SENSE引腳視為反饋電壓為1.5V的ADJ引腳,則固定輸出部分(如LTC1763A-1.5)可以用作可調LDO(圖5)。與可調部分的ADJ引腳不同,無論OUT引腳的電壓如何,固定輸出部分的SENSE引腳的電流都約為10μA。當選擇反饋電阻時,通過補償上電阻上出現的額外10μA電流來最小化輸出誤差。此外,使用小值電阻,以盡量減少由于0μA至20μA數據表限制的誤差,同時避免值太小,以致LTC2923的1mA ifb將無法驅動輸出到地。為了滿足這些約束,確保兩個反饋電阻的并聯組合略大于1.5k歐姆。對于大多數輸出電壓,這將由于SENSE引腳電流導致的輸出誤差降低到約1%。
圖5 固定輸出LT1763-1.5可跟蹤至0V,具有低壓降,并可用于大于1.5V的輸出電阻分壓器。
對于需要更高負載電流和低降電壓的應用,LT1963A和LT1764A可能是合適的。這些部件分別用于1.5A和3A負載電流。不幸的是,這些固定輸出部件上的SENSE引腳約消耗600μA。
要使用這些部件,需要配置一個運算放大器來緩沖從反饋電阻到1.5V固定輸出版本的SENSE引腳的電壓(圖6)。如果運算放大器配置為2的電壓增益,則1.5V穩壓器與運算放大器組合為具有0.75V參考電壓的可調輸出穩壓器。運算放大器的輸入現在作為新的調節器的ADJ輸入。該技術允許使用大電流LT1963A/LT1764A,其中串聯二極管的電壓損失是不可接受的。在10μA的ADJ引腳電流產生不可接受的輸出電壓誤差的情況下,它也適用于LT1761、LT1962、LT1762和LT1763。
圖6 使用LT1963-1.5的運算放大器可以降低輸出電壓,并消除由SENSE引腳電流引起的誤差。
外部驅動,高電流通器件
表3總結了LT1575和LT3150低差穩壓器的特性。這些器件驅動外部n溝道MOSFET通通器件,用于大電流/高功率應用。LTC3150還包括一個升壓調節器,為外部場效應管產生柵極驅動。
監管機構 | 我((MAX)) (V) | V ((MIN)) (V) | V ((MAX)) (V) | V(輟學)(V) |
LT3150 | 10 * | 1.4 | 10 | 0.13 |
LT1575 | * | N/A | 22 | * |
LTC2923跟蹤LT1575和LT3150的輸出,無需任何特殊修改。因為這些線性調節器只能將FET的柵極拉低到2.6V左右,所以低閾值FET可能不允許輸出低于幾百毫伏。這對于大多數應用程序是可以接受的。
責任編輯:David
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