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由LDO稳压器实现高效率、低电压转换和单电源运作

发布日期:2017-10-09 来源: 本网 查看次数: 62 作者:admin

核心提示:  功耗。功耗的这种增加将转化为热量;所以,必需采用最先进的封装以尽量降低稳压器内部的温升,并减少应用中的热问题。具低压差运作能力的线性稳压器减少了功率耗散的热考量因素。  对篼电源抑制比(PSRR)和低输出电压噪声的要求是两个额外的难题。具有篼电源抑制比性能的器件可轻松地滤除和抑制来自输入的噪声,从而产生一'个干净和稳定的输出。此外,对于当今那些需要考虑噪声敏感性的新式电压轨而言,在宽带宽范围内

  功耗。功耗的这种增加将转化为热量;所以,必需采用最先进的封装以尽量降低稳压器内部的温升,并减少应用中的热问题。具低压差运作能力的线性稳压器减少了功率耗散的热考量因素。

  对篼电源抑制比(PSRR)和低输出电压噪声的要求是两个额外的难题。具有篼电源抑制比性能的器件可轻松地滤除和抑制来自输入的噪声,从而产生一'个干净和稳定的输出。此外,对于当今那些需要考虑噪声敏感性的新式电压轨而言,在宽带宽范围内具有低输出电压噪声的器件是有益的。显然,大电流条件下的低输出电压噪声是一项必不可少的规格指标。

  一款适合低电压转换的新型单电源线性稳压器对于新式低电压转换系统来说,拥有必要规格指标的线性稳压器可能是一种理想的解决方案;然而,为了使LDO得以采用,它将需要具备以下特性:单电源操作(以实现易用性)快速瞬态响应时间可在一个很宽的输入/输出电压LT3022的输入纹波抑制性能范围内运作篼输出电流能力低输出噪声非常低压差操作超卓的热性能篼PSRR(在篼频条件下)LT3022是一款1A、非常低压差(VLDO)线性稳压器,具有低至0.9V的输入电压能力以及低至0.2V的可调输出电压。LT3022的低ViN能力加之此器件的低压差(在1A满负载时的典型值为145mV),使其非常适合于如FPGA、ASIC、DSP、微处理器和微控制器等数字IC中常见的低电压、大电流轨。

  它也可应用于一般的篼效率、低Vin至低Vut转换(例如,1.8~1.5V、1.5-1.2V或1.2-0.9V)。此外,该器件还以仅为400uA的静态电流提供低功率工作模式,停机时静态电流不到10A,从而延长了电池供电型手持式应用中的运行时间。

  LT3022的典型应用电路一可调输出LT3022稳压器利用低ESR、电容值低至10uF的陶瓷输出电容器来优化稳定性和瞬态响应。LT3022是篼度准确的,在整个电压、负载和温度范围内具有±3%的输出电压准确度、0.05%的典型电压调整率和0.05%的典型负载调整率。该器件无懈可击的内部保护电路包括电池反向保护、输出反向保护、输出至输入(电流)反向保护、电流限制和具迟滞的热限制。

  6引脚3mmx5mmDFN封装和耐热性能增强型MSOP-16封装,可在-40-+125C的结温范围内工作。

  快速瞬态响应和高PSRR LT3022的设计可在采用多种输出电容器的情况下保持稳定,但专为低ESR陶瓷电容器而优化。输出电容器的ESR会影响稳定性,这种影响在采用小值电容器时最为显著。应采用一个最小电容值为10uF且ESR小于0.1Q的输出电容器以防止发生振荡。LT3022是一款低电压器件,而且输出负载瞬态响应是输出电容的一个函数。较大的输出电容值可减小峰值偏差,并改善针对大负载电流变化的瞬态响应。

  田2LT3022的负蒌瞬态响应输入PSRR将随诸多因素而变化,例如,输入和输出电容器的尺寸和类型、负载电流和电路板布局等等。通常,CMOS稳压器需要足够的电压储备空间以驱动传输元件的栅极,否则其环路增益将受损,进而导致PSRR下降。PNP型稳压器(如LT3022)的对数Vbe特性意味着当超出压差范围时可提供卓越的环路增益和PSRR性能指标。如所示,LT3022在整个带宽范围内均提供了优秀的电源抑制性能。

  大量的保护功能LT3022具有多项保护功能,从而使其非常适合在电池供电型电路中使用。除了与单片式稳压器相关的一般保护功能(如电流限制和热限制)以外,该器件还提供了针对输入电压反向、输出电压反向、以及输入至输出电压反向的保护功能。

  电流限制保护和热过载保护功能可避免器件遭受其输出端上电流过载情况的损坏。对于标准操作,不要超过125C的结温。典型的热停机温度为165"C,而且热停机电路具有约7C的迟滞。

  IN引脚可承受10V的反向电压。LT3022将电流限制在1A以下,而且在输出端上不出现负电压。当电池在插入时极性接反时,该器件可为自身及负载提供相应的保护。

  倘若Vut被拉至地电位以下,LT3022不会遭受损坏。假如Vin被置于开路状态或接地,则可将Vut拉至地电位以下达10V.没有电流从与Vqut相连的传输晶体管流出。然而,电流流入(但受限于)负责设定输出电压的电阻分压器。电流从分压器中的底端电阻器以及AD引脚的内部箝位电路经由分压器中的顶端电阻器流至外部电路,从而将Vout拉至地电位以下。如果Vin由一个电压源供电,则Vout将提供与其电流限制能力相等的电流,而LT3022将利用热限制功能对自身加以保护。在该场合中,把/SHDN引脚接地将关断LT3022并阻止Vut供应电流。

  在需要采用一个后备电池的电路中,会出现几种不同的输入/输出情况。可以在保持输出电压的同时将输入拉至地电位、拉至某个中间电压或置于开路状态。在输入接地的场合中,反向输出电流小于1uA.如果强制LT3022的IN引脚电压低于OUT引脚或将OUT引脚电压拉至篼于IN引脚,则输入电流通常将减小至10A以下。这种状况出现在LT3022输入连接至一个放电(低电压)电池之时,而由一个后备电池或第二个稳压器电路负责保持输出。如果Vut被拉至篼于Vin,则/SHDN引脚的状态不会影响反向输出电流。

  结论业界的许多LDO虽然实现了快速瞬态响应和低压差,但传统上需要采用一种两电源配置以提供低电压操作。然而,新型电路设计方法及改良型晶圆制造工艺拓展了PNP型传输晶体管LDO的性能。LT3022是一款采用单工作电源的1AVLDO线性稳压器,具有低至0.9V的输入电压能力和低至0.2V的可调输出电压、无懈可击的保护功能、快速瞬态响应以及篼PSRR.E3 PowerArchitecture亚洲大会召开旨在推动本土企业自主创新bookmark5为满足亚洲地区对于PowerArchitecture技术的爆炸性需求,卩ower.org于2011年9月1日在中国深圳举办了为期一天的2011ASIAPowerArchitecture大会。大会旨在推动本土企业自主创新并展示技术的无限前景。此次大会得到IBM、Freescale、Synopsys、CCore、LSI、ChinaChip和VeriSilicon等公司的赞助。Power.org会员公司的管理人员和专家为听众带来了商业和技术指南、解决方案及演示。在针对下一代智能系统要求和挑战的“面向未来的ThinkPower”执行圆桌会议品和解决方案。

  IBM的专家在“为何如今需要Power架构很好的解决方案。PowerArchitecture自19世纪90年代年问世以来,得到快速发展,已经渗透到各行各业的应用中,小到消费电子,大到像WATSON这样的超级计算机。与其他处理器架构不同的是,PowerArchitecture拥有PowerISA、高度可扩展的SoC设计、强壮的生态系统/软件开发环境以及灵活性,这使得PowerArchitecture可以满足多领域、未来的应用需求,包括消费类电子、工业控制、电信和网络、高性能计算、IT和商用系统、航天与国防等。在本次论坛上,IBM宣布将PowerPC405内核免授权费开放给商业应用,以便支持中国本土IC设计自主创新。

  作为本次大会的白金赞助商以及PowerArchitecture的主力推动者,飞思卡尔在大会上报告了其基于Power Architecture推出的众多IC产品以及应用方案。特别是,其刚将L2以及以上处理交由MPU内核而不是DSP内核来执行,显著提高了效率。QorIQQonverge的首批产品包括针对微微基站的QorIQQonvergePSC9132片上系统(SoC)和针对家庭基站的PSC9130/31SoC,这些产品共用一个同时支持多个空中接口的单一、可扩展的架构,提供运营商和原始设备厂商高度集成的异构解决方案,可以最大程度降低功耗、成本并缩短设计时间。

  厂商,在大会上报告了自己基于Power架构开发的产品及应用方案。关于授权证书,国内企业可以向IBM、Freescale等公司申请获得,也可以向Power.org提出申请而获得。清华大学刚刚就与飞思卡尔签订了许可授权协议,将获权使用飞思卡尔e200z6-z3内核。清华大学会在飞思卡尔e200内核的基础上研发新产品,并为学生提供PowerArchitecture技术培训。

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