由LDO穩壓器實現高效率、低電壓轉換和單電源運作

來源:中國低壓電器網

 

功耗。功耗的這種增加將轉化為熱量;所以,必需采用最先進的封裝以盡量降低穩壓器內部的溫升,并減少應用中的熱問題。具低壓差運作能力的線性穩壓器減少了功率耗散的熱考量因素。

對篼電源抑制比(PSRR)和低輸出電壓噪聲的要求是兩個額外的難題。具有篼電源抑制比性能的器件可輕松地濾除和抑制來自輸入的噪聲,從而產生一'個干凈和穩定的輸出。此外,對于當今那些需要考慮噪聲敏感性的新式電壓軌而言,在寬帶寬范圍內具有低輸出電壓噪聲的器件是有益的。顯然,大電流條件下的低輸出電壓噪聲是一項必不可少的規格指標。

一款適合低電壓轉換的新型單電源線性穩壓器對于新式低電壓轉換系統來說,擁有必要規格指標的線性穩壓器可能是一種理想的解決方案;然而,為了使LDO得以采用,它將需要具備以下特性:單電源操作(以實現易用性)快速瞬態響應時間可在一個很寬的輸入/輸出電壓LT3022的輸入紋波抑制性能范圍內運作篼輸出電流能力低輸出噪聲非常低壓差操作超卓的熱性能篼PSRR(在篼頻條件下)LT3022是一款1A、非常低壓差(VLDO)線性穩壓器,具有低至0.9V的輸入電壓能力以及低至0.2V的可調輸出電壓。LT3022的低ViN能力加之此器件的低壓差(在1A滿負載時的典型值為145mV),使其非常適合于如FPGAASICDSP、微處理器和微控制器等數字IC中常見的低電壓、大電流軌。

它也可應用于一般的篼效率、低Vin至低Vut轉換(例如,1.8~1.5V1.5-1.2V1.2-0.9V)。此外,該器件還以僅為400uA的靜態電流提供低功率工作模式,停機時靜態電流不到10A,從而延長了電池供電型手持式應用中的運行時間。

LT3022的典型應用電路一可調輸出LT3022穩壓器利用低ESR、電容值低至10uF的陶瓷輸出電容器來優化穩定性和瞬態響應。LT3022是篼度準確的,在整個電壓、負載和溫度范圍內具有±3%的輸出電壓準確度、0.05%的典型電壓調整率和0.05%的典型負載調整率。該器件無懈可擊的內部保護電路包括電池反向保護、輸出反向保護、輸出至輸入(電流)反向保護、電流限制和具遲滯的熱限制。

6引腳3mmx5mmDFN封裝和耐熱性能增強型MSOP-16封裝,可在-40-+125C的結溫范圍內工作。

快速瞬態響應和高PSRR LT3022的設計可在采用多種輸出電容器的情況下保持穩定,但專為低ESR陶瓷電容器而優化。輸出電容器的ESR會影響穩定性,這種影響在采用小值電容器時最為顯著。應采用一個最小電容值為10uFESR小于0.1Q的輸出電容器以防止發生振蕩。LT3022是一款低電壓器件,而且輸出負載瞬態響應是輸出電容的一個函數。較大的輸出電容值可減小峰值偏差,并改善針對大負載電流變化的瞬態響應。

2LT3022的負蔞瞬態響應輸入PSRR將隨諸多因素而變化,例如,輸入和輸出電容器的尺寸和類型、負載電流和電路板布局等等。通常,CMOS穩壓器需要足夠的電壓儲備空間以驅動傳輸元件的柵極,否則其環路增益將受損,進而導致PSRR下降。PNP型穩壓器(如LT3022)的對數Vbe特性意味著當超出壓差范圍時可提供卓越的環路增益和PSRR性能指標。如所示,LT3022在整個帶寬范圍內均提供了優秀的電源抑制性能。

大量的保護功能LT3022具有多項保護功能,從而使其非常適合在電池供電型電路中使用。除了與單片式穩壓器相關的一般保護功能(如電流限制和熱限制)以外,該器件還提供了針對輸入電壓反向、輸出電壓反向、以及輸入至輸出電壓反向的保護功能。

電流限制保護和熱過載保護功能可避免器件遭受其輸出端上電流過載情況的損壞。對于標準操作,不要超過125C的結溫。典型的熱停機溫度為165"C,而且熱停機電路具有約7C的遲滯。

IN引腳可承受10V的反向電壓。LT3022將電流限制在1A以下,而且在輸出端上不出現負電壓。當電池在插入時極性接反時,該器件可為自身及負載提供相應的保護。

倘若Vut被拉至地電位以下,LT3022不會遭受損壞。假如Vin被置于開路狀態或接地,則可將Vut拉至地電位以下達10V.沒有電流從與Vqut相連的傳輸晶體管流出。然而,電流流入(但受限于)負責設定輸出電壓的電阻分壓器。電流從分壓器中的底端電阻器以及AD引腳的內部箝位電路經由分壓器中的頂端電阻器流至外部電路,從而將Vout拉至地電位以下。如果Vin由一個電壓源供電,則Vout將提供與其電流限制能力相等的電流,而LT3022將利用熱限制功能對自身加以保護。在該場合中,把/SHDN引腳接地將關斷LT3022并阻止Vut供應電流。

在需要采用一個后備電池的電路中,會出現幾種不同的輸入/輸出情況。可以在保持輸出電壓的同時將輸入拉至地電位、拉至某個中間電壓或置于開路狀態。在輸入接地的場合中,反向輸出電流小于1uA.如果強制LT3022IN引腳電壓低于OUT引腳或將OUT引腳電壓拉至篼于IN引腳,則輸入電流通常將減小至10A以下。這種狀況出現在LT3022輸入連接至一個放電(低電壓)電池之時,而由一個后備電池或第二個穩壓器電路負責保持輸出。如果Vut被拉至篼于Vin,則/SHDN引腳的狀態不會影響反向輸出電流。

結論業界的許多LDO雖然實現了快速瞬態響應和低壓差,但傳統上需要采用一種兩電源配置以提供低電壓操作。然而,新型電路設計方法及改良型晶圓制造工藝拓展了PNP型傳輸晶體管LDO的性能。LT3022是一款采用單工作電源的1AVLDO線性穩壓器,具有低至0.9V的輸入電壓能力和低至0.2V的可調輸出電壓、無懈可擊的保護功能、快速瞬態響應以及篼PSRR.E3 PowerArchitecture亞洲大會召開旨在推動本土企業自主創新bookmark5為滿足亞洲地區對于PowerArchitecture技術的爆炸性需求,卩ower.org201191日在中國深圳舉辦了為期一天的2011ASIAPowerArchitecture大會。大會旨在推動本土企業自主創新并展示技術的無限前景。此次大會得到IBMFreescaleSynopsysCCoreLSIChinaChipVeriSilicon等公司的贊助。Power.org會員公司的管理人員和專家為聽眾帶來了商業和技術指南、解決方案及演示。在針對下一代智能系統要求和挑戰的“面向未來的ThinkPower”執行圓桌會議品和解決方案。

IBM的專家在“為何如今需要Power架構很好的解決方案。PowerArchitecture19世紀90年代年問世以來,得到快速發展,已經滲透到各行各業的應用中,小到消費電子,大到像WATSON這樣的超級計算機。與其他處理器架構不同的是,PowerArchitecture擁有PowerISA、高度可擴展的SoC設計、強壯的生態系統/軟件開發環境以及靈活性,這使得PowerArchitecture可以滿足多領域、未來的應用需求,包括消費類電子、工業控制、電信和網絡、高性能計算、IT和商用系統、航天與國防等。在本次論壇上,IBM宣布將PowerPC405內核免授權費開放給商業應用,以便支持中國本土IC設計自主創新。

作為本次大會的白金贊助商以及PowerArchitecture的主力推動者,飛思卡爾在大會上報告了其基于Power Architecture推出的眾多IC產品以及應用方案。特別是,其剛將L2以及以上處理交由MPU內核而不是DSP內核來執行,顯著提高了效率。QorIQQonverge的首批產品包括針對微微基站的QorIQQonvergePSC9132片上系統(SoC)和針對家庭基站的PSC9130/31SoC,這些產品共用一個同時支持多個空中接口的單一、可擴展的架構,提供運營商和原始設備廠商高度集成的異構解決方案,可以最大程度降低功耗、成本并縮短設計時間。

廠商,在大會上報告了自己基于Power架構開發的產品及應用方案。關于授權證書,國內企業可以向IBMFreescale等公司申請獲得,也可以向Power.org提出申請而獲得。清華大學剛剛就與飛思卡爾簽訂了許可授權協議,將獲權使用飛思卡爾e200z6-z3內核。清華大學會在飛思卡爾e200內核的基礎上研發新產品,并為學生提供PowerArchitecture技術培訓。

 

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