LTC2923 提供了对开关电源的上电和关断行为的简单而通用的控制。它允许多个电源跟踪主电源的电压,因此它们的相对电压符合现代数字半导体(如DSP、微处理器、FPGA和ASIC)上电的严格规范。LTC2923 专为与开关电源配合使用而设计,但它很容易适应线性稳压器,包括流行的低压差 (LDO) 类型。这里总结了利用LTC<>控制线性稳压器的几种技术。
单片稳压器
表 1 列出了已使用 LTC2923 测试的三种常用单片式线性稳压器。将这三种电源跟踪用于线性稳压器单片式 LDO 和 LTC2923 通常非常简单:
LTC®3020 是一款 100mA 低压差稳压器 (LDO),其采用 1V 至 10V 的输入电源电压运作。由于其 ADJ 引脚的行为类似于大多数魔术稳压器上的反馈引脚,因此使用 LTC3020 跟踪 LTC2923 的输出非常简单。与 LTC2923 一起使用时,LTC3020 数据手册中显示的标准电路和设计程序无需修改(图 1 和图 2)。
LTC®3025 是一款 300mA 单片式 CMOS LDO,可在 0.9V 至 5.5V 之间调节输入电源,而一个介于 2.5V 至 5.5V 之间的偏置电源则为该器件供电。与 LT3020 类似,LTC3025 的 ADJ 引脚在操作上与普通开关稳压器相同。因此,LTC3025 与 LTC2923 相结合,为小于 300mA 的负载提供了一种简单的电源跟踪解决方案(图 1 和图 2)。
LTC®1844 CMOS LDO 可在 150.1V 至 6.6V 的输入电源电压范围内驱动高达 5mA 的负载。当与 LTC2923 配合使用时,应包括一个前馈电容器,如 LTC1844 数据手册的“可调操作”部分所述。否则,无需特殊考虑。
调节器 | 我输出(最大)(五) | V在(分钟)(五) | V在(最大)(五) | V辍学(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 |
图1.一个 LTC2923 使 LT3020 和 LTC3025 的输出在上电和断电期间跟踪。
图2.LT3020 和 LTC3025 低压差线性稳压器的输出同时斜坡上升和下降。(图1中的电路输出)。
LTC1761 系列单片式、双极性稳压器
表 2 示出了 LTC1761 系列单片式、双极性低压差稳压器。这些稳压器涵盖广泛的负载电流范围,并提供出色的瞬态响应和低噪声,使其成为负载小于 3A 的应用的热门选择。
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 |
在这些稳压器中,当OUT引脚降至约1V以下时,ADJ引脚会吸收过多电流,这是LDO通常不会经历的工作区域。然而,当输出跟踪低于1V时,跟踪另一个电源的LDO进入该区域(图3)。如果不考虑这种过大电流,当LDO跟踪到1V以下时,其输出将略高于理想值。已经使用了三种技术来成功跟踪该LDO系列低于1V的输出。
图3.LT1761 / LT1962 / LT1762 / LT1763 / LT1963A / LT1764A 具有可调输出,除非按照本文所述进行修改,否则只能跟踪高于 1V 的电压。LDO的SHDN引脚在斜坡上升之前和斜坡下降之后处于活动状态。
如果不需要低压差,只需将两个二极管与 OUT 引脚串联(图 4)。在这种配置中,OUT引脚仍然比电路输出高两个二极管压降。因此,即使输出驱动在接近地电位时,LDO仍处于正常工作区域。由于反馈电阻连接到输出端,因此LDO调节电路输出端的电压,而不是LDO的OUT引脚。二极管电压随负载电流和温度而变化,因此请验证输出在最小二极管电压下是否足够低。同样,输入电压必须足够高,以便在二极管压降达到最大值时调节输出。该解决方案有效地将线性稳压器的压差提高了两个二极管压降。因此,以下解决方案可以更好地满足需要低压差的应用。
图4.与 OUT 引脚串联的二极管允许 LT1761 跟踪至 0V。
考虑在负载小于 1761mA 且需要一款低压差时使用 LT1962、LT1762、LT1763 或 LT500 稳压器。如果将 SENSE 引脚视为具有 1763.1V 反馈电压的 ADJ 引脚,则固定输出部件 (例如 LTC5A-1.5) 可用作可调 LDO(图 5)。与可调器件上的ADJ引脚不同,固定输出器件上的SENSE引脚吸收约10μA电流,与OUT引脚的电压无关。选择反馈电阻时,通过补偿上部电阻上出现的额外10μA电流,将输出误差降至最低。此外,还应使用小值电阻器,以最大限度地减小由于 0μA 至 20μA 数据手册限值引起的误差,同时避免过小的值,以致 LTC2923 的 1mA IFB 无法将输出驱动至地。为了满足这些约束,请确保两个反馈电阻的并联组合略大于1.5kΩ。对于大多数输出电压,这会将SENSE引脚电流引起的输出误差降低到约1%。
图5.固定输出 LT1763-1.5 能够跟踪至 0V 的电压,具有低压差,并且一个电阻分压器可用于用于大于 1.5V 的输出。
对于需要较高负载电流和低压差电压的应用,LT1963A 和 LT1764A 可能是合适的选择。这些器件的额定负载电流分别为 1.5A 和 3A。遗憾的是,这些固定输出器件上的SENSE引脚消耗约600μA电流。
要使用这些器件,请配置一个运算放大器,以缓冲从反馈电阻到1.5V固定输出版本的SENSE引脚的电压(图6)。如果运算放大器的电压增益配置为2,则1.5V稳压器与运算放大器组合时可用作可调输出稳压器,基准电压为0.75V。运算放大器的输入现在用作新稳压器的ADJ输入。此技术允许使用高电流 LT1963A / LT1764A,其中串联二极管的电压损耗是不可接受的。在 1761μA ADJ 引脚电流产生一个不可接受的输出电压误差的情况下,该器件还可针对 LT1962、LT1762、LT1763 和 LT10 工作。
图6.将一个运放与 LT1963-1.5 结合使用可提供较低的输出电压并消除由 SENSE 引脚电流引起的误差。
用于外部高电流通器件的驱动器
表 3 总结了 LT1575 和 LT3150 低压差稳压器的特性。这些器件驱动外部 N 沟道 MOSFET 调整器件,适用于高电流/高功率应用。另外,LTC3150 还包括一个升压型稳压器,用于为外部 FET 产生栅极驱动。
Regulator | IOUT(MAX)(V) | VIN(MIN)(V) | VIN(MAX)(V) | VDROPOUT(V) |
LT3150 | 10安* | 1.4 | 10 | 0.13 |
LT1575 | * | 不适用 | 22 | * |
LTC2923 可跟踪 LT1575 和 LT3150 的输出,而无需进行任何特殊修改。由于这些线性稳压器仅将FET的栅极拉低至约2.6V,因此低阈值FET可能不允许输出降至几百毫伏以下。这对于大多数应用程序都是可以接受的。
审核编辑:郭婷
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