線性穩(wěn)壓器的電源跟蹤

LTC2923 提供了對開關(guān)電源的上電和關(guān)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(xiàn)代數(shù)字半導(dǎo)體（如DSP、微處理器、FPGA和ASIC）上電的嚴(yán)格規(guī)范。LTC2923 專為與開關(guān)電源配合使用而設(shè)計，但它很容易適應(yīng)線性穩(wěn)壓器，包括流行的低壓差 （LDO） 類型。這里總結(jié)了利用LTC<>控制線性穩(wěn)壓器的幾種技術(shù)。

單片穩(wěn)壓器

表 1 列出了已使用 LTC2923 測試的三種常用單片式線性穩(wěn)壓器。將這三種電源跟蹤用于線性穩(wěn)壓器單片式 LDO 和 LTC2923 通常非常簡單：

LTC?3020 是一款 100mA 低壓差穩(wěn)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(shù)魔術(shù)穩(wěn)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(shù)據(jù)手冊中顯示的標(biāo)準(zhǔn)電路和設(shè)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(diào)節(jié)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(guān)穩(wěn)壓器相同。因此，LTC3025 與 LTC2923 相結(jié)合，為小于 300mA 的負(fù)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(nèi)驅(qū)動高達(dá) 5mA 的負(fù)載。當(dāng)與 LTC2923 配合使用時，應(yīng)包括一個前饋電容器，如 LTC1844 數(shù)據(jù)手冊的“可調(diào)操作”部分所述。否則，無需特殊考慮。

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(wěn)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(wěn)壓器

表 2 示出了 LTC1761 系列單片式、雙極性低壓差穩(wěn)壓器。這些穩(wěn)壓器涵蓋廣泛的負(fù)載電流范圍，并提供出色的瞬態(tài)響應(yīng)和低噪聲，使其成為負(fù)載小于 3A 的應(yīng)用的熱門選擇。

在這些穩(wěn)壓器中，當(dāng)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(jīng)歷的工作區(qū)域。然而，當(dāng)輸出跟蹤低于1V時，跟蹤另一個電源的LDO進(jìn)入該區(qū)域（圖3）。如果不考慮這種過大電流，當(dāng)LDO跟蹤到1V以下時，其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.LT1761 / LT1962 / LT1762 / LT1763 / LT1963A / LT1764A 具有可調(diào)輸出，除非按照本文所述進(jìn)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(tài)。

如果不需要低壓差，只需將兩個二極管與 OUT 引腳串聯(lián)（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(qū)動在接近地電位時，LDO仍處于正常工作區(qū)域。由于反饋電阻連接到輸出端，因此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(dá)到最大值時調(diào)節(jié)輸出。該解決方案有效地將線性穩(wěn)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(yīng)用。

圖4.與 OUT 引腳串聯(lián)的二極管允許 LT1761 跟蹤至 0V。

考慮在負(fù)載小于 1761mA 且需要一款低壓差時使用 LT1962、LT1762、LT1763 或 LT500 穩(wěn)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(diào) LDO（圖 5）。與可調(diào)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(guān)。選擇反饋電阻時，通過補償上部電阻上出現(xiàn)的額外10μA電流，將輸出誤差降至最低。此外，還應(yīng)使用小值電阻器，以最大限度地減小由于 0μA 至 20μA 數(shù)據(jù)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(qū)動至地。為了滿足這些約束，請確保兩個反饋電阻的并聯(lián)組合略大于1.5kΩ。對于大多數(shù)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(fù)載電流和低壓差電壓的應(yīng)用，LT1963A 和 LT1764A 可能是合適的選擇。這些器件的額定負(fù)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(wěn)壓器與運算放大器組合時可用作可調(diào)輸出穩(wěn)壓器，基準(zhǔn)電壓為0.75V。運算放大器的輸入現(xiàn)在用作新穩(wěn)壓器的ADJ輸入。此技術(shù)允許使用高電流 LT1963A / LT1764A，其中串聯(lián)二極管的電壓損耗是不可接受的。在 1761μA ADJ 引腳電流產(chǎn)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(jié)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(qū)動器

表 3 總結(jié)了 LT1575 和 LT3150 低壓差穩(wěn)壓器的特性。這些器件驅(qū)動外部 N 溝道 MOSFET 調(diào)整器件，適用于高電流/高功率應(yīng)用。另外，LTC3150 還包括一個升壓型穩(wěn)壓器，用于為外部 FET 產(chǎn)生柵極驅(qū)動。

LTC2923 可跟蹤 LT1575 和 LT3150 的輸出，而無需進(jìn)行任何特殊修改。由于這些線性穩(wěn)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(shù)應(yīng)用程序都是可以接受的。

審核編輯：郭婷