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LTC2923/LTC3020/LTC3025/LTC1844線性穩(wěn)壓器的電源跟蹤的介紹、特性、及應(yīng)用

來源： hqbuy

2024-01-25

類別：基礎(chǔ)知識

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LTC2923對開關(guān)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(gè)電源跟蹤主電源的電壓，使它們的相對電壓符合現(xiàn)代數(shù)字半導(dǎo)體(如dsp，微處理器，fpga和asic)的嚴(yán)格上電規(guī)范。LTC2923專為開關(guān)電源設(shè)計(jì)(參見《線性技術(shù)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(yīng)線性穩(wěn)壓器，包括流行的低差(LDO)類型。這里總結(jié)了幾種用LTC2923控制線性穩(wěn)壓器的技術(shù)。

單一監(jiān)管機(jī)構(gòu)

表1列出了用LTC2923測試過的三種流行的單片線性穩(wěn)壓器。使用LTC2923對線性穩(wěn)壓器單片ldo進(jìn)行這三種電源跟蹤通常非常簡單:

LTC3020是一款100mA低壓差穩(wěn)壓器(LDO)，工作時(shí)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(shù)開關(guān)穩(wěn)壓器上的反饋引腳，因此使用LTC2923跟蹤LTC3020的輸出很簡單。LTC2923數(shù)據(jù)表中顯示的標(biāo)準(zhǔn)電路和設(shè)計(jì)程序與LTC3020一起使用時(shí)不需要修改(圖1和2)。
LTC3025是一款300mA單片CMOS LDO，可調(diào)節(jié)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(guān)相同。因此，LTC3025與LTC2923結(jié)合為小于300mA的負(fù)載提供了簡單的電源跟蹤解決方案(圖1和2)。
LTC1844 CMOS LDO驅(qū)動(dòng)負(fù)載高達(dá)150mA，輸入電源電壓在1.6V和6.5V之間。當(dāng)與LTC2923一起使用時(shí)，應(yīng)包括前饋電容器，如LTC1844數(shù)據(jù)表的“可調(diào)操作”部分所述。否則，不需要特別考慮。

表1。新型單片線性穩(wěn)壓器
監(jiān)管機(jī)構(gòu)	我((MAX)) (V)	V ((MIN)) (V)	V ((MAX)) (V)	V(輟學(xué))(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(wěn)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(wěn)壓器

表2顯示了LTC1761系列單片雙極低差穩(wěn)壓器。這些穩(wěn)壓器覆蓋廣泛的負(fù)載電流，提供出色的瞬態(tài)響應(yīng)和低噪聲，使其成為負(fù)載小于3A應(yīng)用的熱門選擇。

表2。LT1761系列低差線性穩(wěn)壓器
監(jiān)管機(jī)構(gòu)	我((MAX)) (V)	V ((MIN)) (V)	V ((MAX)) (V)	V(輟學(xué))(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(wěn)壓器中，當(dāng)OUT引腳降至約1V以下時(shí)，ADJ引腳會吸收過量電流，這是一個(gè)ldo通常不會經(jīng)歷的工作區(qū)域。然而，當(dāng)輸出低于1V時(shí)，跟蹤另一個(gè)電源的LDO進(jìn)入該區(qū)域(圖3)。如果不考慮這個(gè)過量電流，當(dāng)跟蹤低于1V時(shí)，LDO的輸出將略高于理想值。已經(jīng)使用了三種技術(shù)來成功跟蹤該LDO系列低于1V的輸出。

圖3 具有可調(diào)輸出的LT1761/LT1962/LT1762/LT1763/LT1963A/LT1764A只跟蹤1V以上，除非根據(jù)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(dòng)的。

如果不需要低降電壓，只需將兩個(gè)二極管串聯(lián)到OUT引腳上(圖4)。在這種配置中，OUT引腳保持兩個(gè)二極管高于電路輸出。因此，即使在近地驅(qū)動(dòng)輸出時(shí)，LDO仍保持在其正常工作區(qū)域。由于反饋電阻連接到輸出端，LDO調(diào)節(jié)電路輸出端的電壓，而不是LDO的OUT引腳。二極管電壓隨負(fù)載電流和溫度的變化而變化，因此在最小二極管電壓下驗(yàn)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(dá)到最大值時(shí)調(diào)節(jié)輸出。該解決方案有效地增加了線性穩(wěn)壓器的兩個(gè)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(yīng)用。

當(dāng)負(fù)載小于500mA且需要低壓降電壓時(shí)，考慮使用LT1761、LT1962、LT1762或LT1763穩(wěn)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(diào)LDO(圖5)。與可調(diào)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(dāng)選擇反饋電阻時(shí)，通過補(bǔ)償上電阻上出現(xiàn)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(shù)據(jù)表限制的誤差，同時(shí)避免值太小，以致LTC2923的1mA ifb將無法驅(qū)動(dòng)輸出到地。為了滿足這些約束，確保兩個(gè)反饋電阻的并聯(lián)組合略大于1.5k歐姆。對于大多數(shù)輸出電壓，這將由于SENSE引腳電流導(dǎo)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(fù)載電流和低降電壓的應(yīng)用，LT1963A和LT1764A可能是合適的。這些部件分別用于1.5A和3A負(fù)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(gè)運(yùn)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(yùn)算放大器配置為2的電壓增益，則1.5V穩(wěn)壓器與運(yùn)算放大器組合為具有0.75V參考電壓的可調(diào)輸出穩(wěn)壓器。運(yùn)算放大器的輸入現(xiàn)在作為新的調(diào)節(jié)器的ADJ輸入。該技術(shù)允許使用大電流LT1963A/LT1764A，其中串聯(lián)二極管的電壓損失是不可接受的。在10μA的ADJ引腳電流產(chǎn)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(yùn)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(qū)動(dòng)，高電流通器件

表3總結(jié)了LT1575和LT3150低差穩(wěn)壓器的特性。這些器件驅(qū)動(dòng)外部n溝道MOSFET通通器件，用于大電流/高功率應(yīng)用。LTC3150還包括一個(gè)升壓調(diào)節(jié)器，為外部場效應(yīng)管產(chǎn)生柵極驅(qū)動(dòng)。