30 多年以来,根本的 3 端子稳压器一直是规划师工具箱中的根本构件,并且其根本架构没有任何严重改动。运用一个固定电压基准,电阻分压器将输出电压进步到所期望的值。这类稳压器是十分简略运用的器材,因此也十分盛行,可是这种简略架构有一些固有的缺陷。
运用传统线性稳压器的缺陷之一是,最低输出电压遭到稳压器基准电压的约束。另一个缺陷是,不简略经过并联器材来进步可用输出电流或涣散功耗。为了在多个稳压器之间分配负载,或许有必要添加大的镇流电阻器,这会导致负载调理差错,又或许用由输入检测电阻器和运算放大器环路组成的杂乱电路来平衡负载,这必定破坏了本来想运用看似简略的线性稳压器完成简略性的许诺。
不过,假如去掉电压基准,用一个精确的电流源取而代之,成果会怎么样呢?这样发生的电路令人难以置信地简略,如图 1 所示的方框图。一个精确的电流源衔接到放大器的非负输入,输出驱动一个大的 NPN 传递组件,然后再衔接至放大器的负输入,以供给单位增益。给年资长远的线性稳压器器材引进这一小小的改动之后,会在通用性和功用方面发生巨大的优点。
图 1:LT3083 方框图
现在,在这种新架构中,若要并联稳压器,将每个 SET 引脚衔接到一同即可,这为一切差错放大器供给了一个共用的基准点,然后仅用毫欧姆量级的镇流电阻器就能平衡任何器材至器材的失调差错。突然之间,不论需求多少器材,都能够十分简略地在器材之间涣散功耗,相似地,输出电流也能够按需扩展。这种架构的美好之处在于仅用一个电阻器就能为一切稳压器供给基准点,不论运用了一个、10 个仍是 100 个稳压器。此外,该架构答应零电阻等于零输出,然后不再有固定基准电压以约束可用输出电压规模的低端。
新架构的优点
LT3080 1.1A 线性稳压器是第一款运用精确电流源架构的线性稳压器,使它可经过并联任何数量的 LT3080 以发生大电流、外表贴装电源成为或许。LT3083 与 LT3080 相似,具有相似的高功用标准,可是输出电流才能进步为 3A。这种新架构具有很多功用优势。
频率呼应和负载调理是固定的
运用传统线性稳压器,当经过电阻分压器改动输出电压时,增益和带宽会随之改动。将稳压器的反应引脚旁路会影响环路呼应。负载调理起伏不是一个固定值,不过当电阻分压器累积任何电压差错时,负载调理起伏在输出中所占百分比是固定的。此外,该电阻分压器也会导致累积基准电压噪声。
运用电流源和单位增益缓冲器,则可消除这些缺陷。已然差错放大器一直处于单位增益状况,那么频率呼应就不会作为输出电压的函数而改动,或许也不会跟着跨基准点两头施行旁路而改动。负载调理起伏现在是一个固定值,而不论输出电压巨细。已然旁路不会影响环路呼应,那么两个噪声源就都消除了:运用单个电容器就能够按捺基准电流噪声和电阻器散射噪声。这样在输出端就只剩余差错放大器噪声了,并且不论输出电压巨细,这个噪声都保持在固定值上。
顶尖的 DC 特性
LT3083 的 DC 特性与本来的 LT3080 是相同的。LT3083 将 NPN 传递器材的集电极分离出来,以最大极限地下降功耗。就差错放大器而言,负载调理起伏一般低于 1mV,在 50uA 基准电流时挨近不行计量。就基准电流而言,电压调理不到 0.0002%/V,就差错放大器失调而言,电压调理的典型值为 2µV/V。基准电流的温度特性十分超卓,在整个作业节温规模内一般保持在 0.2% 以内,如图 2 所示。
图 2:基准电流温度特性
SET PIN CURRENT:SET 引脚电流
TEMPERATURE:温度
LT3083 还供给了凌力尔特器材众所周知的各种维护功用:具有安全作业区维护的电流约束功用可防止器材在短路情况下受损;热约束功用则可在功率耗散过大的情况下使器材处于安全状况。
顶尖的 AC 特性
不要以为,在努力完成高 DC 功用的过程中要献身 LTC3083 的 AC 特性。LTC3083 的瞬态呼应十分超卓,输出电容低至 10uF。可运用小型陶瓷电容器并无需添加 ESR。跨基准电阻器运用一个旁路电容器,可供给慢发动功用;输出电压跟从 RC 时间常数,而该常数由 SET 电阻器和旁路%&&&&&%器设定。将器材并联还可供给噪声功用方面的优势。将多个 LT3083 稳压器并联,可下降输出噪声,这与将 n 个运算放大器并联就能以 √n 为系数下降噪声是相同的。
使用
LT3083 反常简略的架构与高功用参数使其成为一款功用强大的构件,其适用规模并不仅限于根本的线性稳压器。该器材能十分简略地并联,以进步输出电流并涣散热量。自动驱动 SET 引脚是彻底可接受的;低失谐和大的输出电流答应在大功率级完成高度精确的基准电源。经过用一个 DAC 驱动 SET 引脚,能够完成数字可编程电源。没有很大的困难就能完成精确的电流源。用户的创造力有多强,该器材的用处就有多广泛。
将稳压器并联以进步电流并涣散热量
图 3 显现了怎样将多个 LT3083 并联,以进步输出电流并涣散热量。请注意,在稳压器之间平衡负载所需的镇流器是最小的。仅经过添加更多 LT3083,就有或许发生低噪声和精确的大电流外表贴装电源。功耗在并联的稳压器之间均匀分布,不过热量办理仍然是必要的。因为跨稳压器的压下降至 0.5V,所以一个 3A 负载相当于 1.5W 功耗,然后进步了外表贴装规划的热功用。
图 3:将多个稳压器并联以完成更大的电流并涣散热量
大电流基准缓冲器
树立一个大电流基准缓冲器所需作业十分少,如图 4 所示。在这个电路中,衔接 LT1019-5 的输出,以吸收稳压器 50uA 的基准电流。该基准在整个温度规模内供给 0.2% 的精确度,或 10mV。因为 LT3083 的最大失调电压为 4mV,所以输出精确度保持在 0.3% 以内。LT3083 基准电流的精确度不影响输出容限,并且不存在导致潜在容限差错的电阻器。
图 4:大电流基准缓冲器
INPUT:输入
OUTPUT:输出
*MIN LOAD:最小负载电流
以数字方法设定的输出
要以数字方法设定输出电压仅需求添加一个 DAC 以驱动 SET 引脚。图 4 杰出显现了 DAC 怎样在从零到超越 16V 的规模内于 1.5LSB 以内设定 LT3083 输出。在这个电路中, LTC2641-12 运用 4.096V 基准,经过 LT1991 (增益装备为 4 倍) 驱动 LT3083 的 SET 引脚。
这仍然是因为 LT3083 严厉的标准,才答应如此杰出的功用。请记住,当以最低输出电压作业时,有必要满意最小负载电流要求。当以很低的输入电压作业时,需求不到 500uA 的负载,这比传统线性稳压器所需的 5mA 至 10mA 负载低多了。
易用的两头子电流源
在某些使用中,电流源或许十分难以完成。有些有必要以地为基准,另一些有必要以正轨为基准,而最难的规划则需求起浮的两头子器材。LT3083 十分简略装备为两头子电流源,只需经过调理外部电阻器的比率并添加补偿就能够,如图 5 所示。该电流源能够以地为基准、以一个正轨为基准或彻底起浮而无需忧虑任何问题。
图 5:数字可编程电源
图 6:两头子电流源
定论
在 LT3083 方框图所示的架构看似简略,但它的背面却是一款高功用且高度通用的突破性构件器材。LT3083 整合了 LT3080 巨大的架构改善以及杰出的 AC 和 DC 特性,并添加了电流,因此能够轻松处理传统型三端或低压差稳压器无法抵挡的问题。该器材可用于作业电压低至 0V 的电源、经过并联以供给较大的输出电流和涣散热量、或进行动态驱动。大电流线性电源现在可用于外表贴装型电路板,而不会献身功用。
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