LTC2923 提供了對開關電源的上電和關斷行為的簡單而通用的控制。它允許多個電源跟蹤主電源的電壓,因此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)上電的嚴格規范。LTC2923 專為與開關電源配合使用而設計,但它很容易適應線性穩壓器,包括流行的低壓差 (LDO) 類型。這里總結了利用LTC<>控制線性穩壓器的幾種技術。
單片穩壓器
表 1 列出了已使用 LTC2923 測試的三種常用單片式線性穩壓器。將這三種電源跟蹤用于線性穩壓器單片式 LDO 和 LTC2923 通常非常簡單:
LTC?3020 是一款 100mA 低壓差穩壓器 (LDO),其采用 1V 至 10V 的輸入電源電壓運作。由于其 ADJ 引腳的行為類似于大多數魔術穩壓器上的反饋引腳,因此使用 LTC3020 跟蹤 LTC2923 的輸出非常簡單。與 LTC2923 一起使用時,LTC3020 數據手冊中顯示的標準電路和設計程序無需修改(圖 1 和圖 2)。
LTC?3025 是一款 300mA 單片式 CMOS LDO,可在 0.9V 至 5.5V 之間調節輸入電源,而一個介于 2.5V 至 5.5V 之間的偏置電源則為該器件供電。與 LT3020 類似,LTC3025 的 ADJ 引腳在操作上與普通開關穩壓器相同。因此,LTC3025 與 LTC2923 相結合,為小于 300mA 的負載提供了一種簡單的電源跟蹤解決方案(圖 1 和圖 2)。
LTC?1844 CMOS LDO 可在 150.1V 至 6.6V 的輸入電源電壓范圍內驅動高達 5mA 的負載。當與 LTC2923 配合使用時,應包括一個前饋電容器,如 LTC1844 數據手冊的“可調操作”部分所述。否則,無需特殊考慮。
調節器 | 我輸出(最大)(五) | V在(分鐘)(五) | V在(最大)(五) | V輟學(五) |
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1.一個 LTC2923 使 LT3020 和 LTC3025 的輸出在上電和斷電期間跟蹤。
圖2.LT3020 和 LTC3025 低壓差線性穩壓器的輸出同時斜坡上升和下降。(圖1中的電路輸出)。
LTC1761 系列單片式、雙極性穩壓器
表 2 示出了 LTC1761 系列單片式、雙極性低壓差穩壓器。這些穩壓器涵蓋廣泛的負載電流范圍,并提供出色的瞬態響應和低噪聲,使其成為負載小于 3A 的應用的熱門選擇。
Regulator | IOUT(MAX)(V) | VIN(MIN)(V) | VIN(MAX)(V) | VDROPOUT(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安培 | 2.1 | 20 | 0.34 |
LT1764A | 3A | 2.7 | 20 | 0.34 |
在這些穩壓器中,當OUT引腳降至約1V以下時,ADJ引腳會吸收過多電流,這是LDO通常不會經歷的工作區域。然而,當輸出跟蹤低于1V時,跟蹤另一個電源的LDO進入該區域(圖3)。如果不考慮這種過大電流,當LDO跟蹤到1V以下時,其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.LT1761 / LT1962 / LT1762 / LT1763 / LT1963A / LT1764A 具有可調輸出,除非按照本文所述進行修改,否則只能跟蹤高于 1V 的電壓。LDO的SHDN引腳在斜坡上升之前和斜坡下降之后處于活動狀態。
如果不需要低壓差,只需將兩個二極管與 OUT 引腳串聯(圖 4)。在這種配置中,OUT引腳仍然比電路輸出高兩個二極管壓降。因此,即使輸出驅動在接近地電位時,LDO仍處于正常工作區域。由于反饋電阻連接到輸出端,因此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而變化,因此請驗證輸出在最小二極管電壓下是否足夠低。同樣,輸入電壓必須足夠高,以便在二極管壓降達到最大值時調節輸出。該解決方案有效地將線性穩壓器的壓差提高了兩個二極管壓降。因此,以下解決方案可以更好地滿足需要低壓差的應用。
圖4.與 OUT 引腳串聯的二極管允許 LT1761 跟蹤至 0V。
考慮在負載小于 1761mA 且需要一款低壓差時使用 LT1962、LT1762、LT1763 或 LT500 穩壓器。如果將 SENSE 引腳視為具有 1763.1V 反饋電壓的 ADJ 引腳,則固定輸出部件 (例如 LTC5A-1.5) 可用作可調 LDO(圖 5)。與可調器件上的ADJ引腳不同,固定輸出器件上的SENSE引腳吸收約10μA電流,與OUT引腳的電壓無關。選擇反饋電阻時,通過補償上部電阻上出現的額外10μA電流,將輸出誤差降至最低。此外,還應使用小值電阻器,以最大限度地減小由于 0μA 至 20μA 數據手冊限值引起的誤差,同時避免過小的值,以致 LTC2923 的 1mA IFB 無法將輸出驅動至地。為了滿足這些約束,請確保兩個反饋電阻的并聯組合略大于1.5kΩ。對于大多數輸出電壓,這會將SENSE引腳電流引起的輸出誤差降低到約1%。
圖5.固定輸出 LT1763-1.5 能夠跟蹤至 0V 的電壓,具有低壓差,并且一個電阻分壓器可用于用于大于 1.5V 的輸出。
對于需要較高負載電流和低壓差電壓的應用,LT1963A 和 LT1764A 可能是合適的選擇。這些器件的額定負載電流分別為 1.5A 和 3A。遺憾的是,這些固定輸出器件上的SENSE引腳消耗約600μA電流。
要使用這些器件,請配置一個運算放大器,以緩沖從反饋電阻到1.5V固定輸出版本的SENSE引腳的電壓(圖6)。如果運算放大器的電壓增益配置為2,則1.5V穩壓器與運算放大器組合時可用作可調輸出穩壓器,基準電壓為0.75V。運算放大器的輸入現在用作新穩壓器的ADJ輸入。此技術允許使用高電流 LT1963A / LT1764A,其中串聯二極管的電壓損耗是不可接受的。在 1761μA ADJ 引腳電流產生一個不可接受的輸出電壓誤差的情況下,該器件還可針對 LT1962、LT1762、LT1763 和 LT10 工作。
圖6.將一個運放與 LT1963-1.5 結合使用可提供較低的輸出電壓并消除由 SENSE 引腳電流引起的誤差。
用于外部高電流通器件的驅動器
表 3 總結了 LT1575 和 LT3150 低壓差穩壓器的特性。這些器件驅動外部 N 溝道 MOSFET 調整器件,適用于高電流/高功率應用。另外,LTC3150 還包括一個升壓型穩壓器,用于為外部 FET 產生柵極驅動。
Regulator | IOUT(MAX)(V) | VIN(MIN)(V) | VIN(MAX)(V) | VDROPOUT(V) |
LT3150 | 10安* | 1.4 | 10 | 0.13 |
LT1575 | * | 不適用 | 22 | * |
LTC2923 可跟蹤 LT1575 和 LT3150 的輸出,而無需進行任何特殊修改。由于這些線性穩壓器僅將FET的柵極拉低至約2.6V,因此低閾值FET可能不允許輸出降至幾百毫伏以下。這對于大多數應用程序都是可以接受的。
審核編輯:郭婷
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