一款適合低電壓轉換的新型單電源線性穩(wěn)壓器

程序電路完成的主要任務是對輸送帶輸送的板材進行長度計量和裁切控制，因而13-63程序步為一段對高速計數(shù)輸入的高速計數(shù)脈沖進行相關算術計算的程序，從而得出裁切長度、減速距離與當前長度監(jiān)控值等數(shù)據(jù)（見下文程序解析）;

裁切控制應用了HSCST（高速計數(shù)有效）指令，以取出旋轉編碼器輸入的計數(shù)脈沖數(shù)，并存入數(shù)據(jù)寄存器D5中，供計算電路采用。

程序電路中還用到了觸點比較指令和普通計數(shù)指令（計數(shù)器C0），相對應的程序電路解析見下文。下面先行給出整體的程序電路，請讀者對應右側注解，參考相關指令的用法，再與后文的文本屏畫面相結合，找到畫面與程序電路的結合點（相關軟元件的來龍去脈）。

圖5-30 可調定長裁切裝置PLC程序電路第一段

圖5-31 可調定長裁切裝置PLC程序電路第二段

一款適合低電壓轉換的新型單電源線性穩(wěn)壓器

對于新式低電壓轉換系統(tǒng)來說，擁有必要規(guī)格指標的線性穩(wěn)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(xiàn)易用性）

快速瞬態(tài)響應時間

可在一個很寬的輸入 / 輸出電壓范圍內運作

高輸出電流能力

低輸出噪聲

非常低壓差操作

超卓的熱性能

高 PSRR （在高頻條件下）

為了滿足這些需求，凌力爾特公司最近推出了 LT3022，這是一款單電源、非常低壓差線性穩(wěn)壓器。

LT3022 VLDO 穩(wěn)壓器LT3022 是一款 1A、非常低壓差 （VLDOTM） 線性穩(wěn)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），使其非常適合于諸如 FPGA、ASIC、DSP、微處理器和微控制器等數(shù)字 IC 中常見的低電壓、大電流軌。它也可應用于一般的高效率、低 VIN 至低 VOUT 轉換 （例如：1.8V 至 1.5V、1.5V 至 1.2V 或 1.2V 至 0.9V）。此外，該器件還以僅為 400μA 的靜態(tài)電流提供低功率工作模式，停機時靜態(tài)電流不到 10μA，從而延長了電池供電型手持式應用中的運行時間。

圖 1：LT3022 的典型應用電路 ━━ 可調輸出

LT3022 穩(wěn)壓器利用低 ESR、電容值低至 10μF 的陶瓷輸出電容器來優(yōu)化穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應。LT3022 是高度準確的，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。

最后，該器件采用 16 引腳 3mm x 5mm DFN 封裝和耐熱性能增強型 MSOP-16 封裝，可在 -40°C 至 +125°C 的結溫范圍內工作。

快速瞬態(tài)響應和高 PSRRLT3022 的設計可在采用多種輸出電容器的情況下保持穩(wěn)定，但專為低 ESR 陶瓷電容器而優(yōu)化。輸出電容器的 ESR 會影響穩(wěn)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 10μF 且 ESR 小于 0.1Ω 的輸出電容器以防止發(fā)生振蕩。LT3022 是一款低電壓器件，而且輸出負載瞬態(tài)響應是輸出電容的一個函數(shù)。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(tài)響應。

圖 2：LT3022 的負載瞬態(tài)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(wěn)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(huán)路增益將受損，進而導致 PSRR 下降。PNP 型穩(wěn)壓器 （比如 LT3022） 的對數(shù) VBE 特性意味著當超出壓差范圍時可提供卓越的環(huán)路增益和PSRR 性能指標。如圖 3 所示，LT3022 在整個帶寬范圍內均提供了超卓的電源抑制性能。

圖 3：LT3022 的輸入紋波抑制性能

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(wěn)壓器相關的一般保護功能 （例如：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 125°C 的結溫。典型的熱停機溫度為 165°C，而且熱停機電路具有約 7°C 的遲滯。

IN 引腳可承受 10V 的反向電壓。LT3022 將電流限制在 1μA 以下，而且在輸出端上不出現(xiàn)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 VOUT 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(tài)或接地，則可將 VOUT 拉至地電位以下達 10V。沒有電流從與 VOUT 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 ADJ 引腳的內部箝位電路經(jīng)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 VOUT 供應電流。

在需要采用一個后備電池的電路中，會出現(xiàn)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(tài)。在輸入接地的場合中，反向輸出電流小于 1μA。如果強制LT3022 的 IN 引腳電壓低于 OUT 引腳或將 OUT 引腳電壓拉至高于 IN 引腳，則輸入電流通常將減小至 10μA 以下。這種狀況出現(xiàn)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(wěn)壓器電路負責保持輸出。如果 VOUT 被拉至高于 VIN，則 /SHDN 引腳的狀態(tài)不會影響反向輸出電流。

概括起來，LT3022 擁有以下主要的技術特點：

VIN 范圍：0.9V 至 10V

VREF 準確度：在整個電壓、負載和溫度范圍內為 ±3%

VOUT 范圍：0.2V 至 9.5V （可調）

壓差電壓：145mV

輸出電流：1A

固定輸出電壓：1.2V、1.5V、1.8V

采用低 ESR、陶瓷輸出電容器 （最小值為 10μF） 時可保持穩(wěn)定

0.05% 的負載調整率 （從 1mA 至 1A）

靜態(tài)電流：400μA，ISD 《 10μA

電流限制和具遲滯保護的熱限制

電池反向、輸出反向和輸出至輸出 （電流） 反向保護

16 引腳 DFN （3mm x 5mm x 0.75mm） 封裝或 16 引腳耐熱性能增強型

MSOP 封裝

結論

業(yè)界的許多 LDO 雖然實現(xiàn)了快速瞬態(tài)響應和低壓差，但傳統(tǒng)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 1A VLDO 線性穩(wěn)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(tài)響應以及高 PSRR。