1.5A、负稳压器扩充了电流基准线性稳压器系列

2017-06-01 20:42:00 来源:EEFOCUS
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作者:Dawson Huang,凌力尔特公司 (现隶属 ADI 公司),电源管理产品应用工程师

于 2007 年推出的 LT3080 代表了一种新的线性稳压器架构,其具有一个作为基准电流源和一个用于输出放大器的电压跟随器。这种新型架构拥有诸多优点,包括可容易地通过稳压器的并联以提供更大的输出电流,和在低至零输出电压的情况下工作。由于输出放大器始终以单位增益运作,并未采用一个电阻设定分压器,因此输出电压范围内的带宽和绝对调整率是恒定的。瞬态响应与输出电压无关,而且调整率可用毫伏来规定,而不是输出的一个百分比。

表 1 概述了采用这种架构的器件系列。LT3091 是这个系列中最新增加的器件,这是一款 1.5A 低压差负输出线性稳压器,具可调电流限制和电流监视器。LT3091 与这个系列的另一款负输出线性稳压器 LT3090 类似,但是额定电流比 LT3090 大超过一倍。

LT3091 在需要低噪声或精确输出的大电流、负电压应用中很有用。该器件具快速瞬态响应、高 PSRR 和低输出噪声。低压差有助于该器件在支持高达 1.5A 负载时避免过热。内置保护措施包括输出反向保护、内部折返电流限制和具迟滞的过热停机。这种通用负输出稳压器架构可在输出低至零伏时运行,并可作为负输出浮置稳压器使用。

 


表 1:采用电流基准架构的部分凌力尔特稳压器


工作原理
在地和 SET 引脚之间连接单个电阻器 RSET,这个电阻器驱动 −50µA 精确电流源,负输出电压由这个电流源设定。内部跟随器放大器强制输出电压与 SET 引脚的负电压匹配。在这种架构中,所有内部工作电流都从输出引脚流入。仅需要 20µA 负载电流来保持所有输出电压稳定。图 1 显示了 LT3091 的基本连接。该器件提供 1.5A 输出电流,输出电压可调节至零伏,提供正和负输出电流监视器。当输出电压低于输入电压低时,LT3091 还提供反向保护。

 


图 1:具电流限制及电流监视器的 1.5A 负输出线性稳压器


通过在 ILIM 和 IN 引脚之间连接一个外部电阻器 RLIM,电流限制可降至低于 1.5A,如图 1 所示。这种功能可有效保护负载,并限制该 IC 的温度。

通过为 IMONN 引脚提供 3.3V 电压,IMONP 引脚可提供等于输出电流 1/4000 的电流。通过将电阻器 RMON 连接至地并与该电流源串联,然后读取该电阻器上的电压,可测量该电流源的电流。通过将 IMONP 引脚连接至 VIN,IMONN 可引脚吸收等于输出电流 1/2000 的电流。采用这种方式,正或负输出电流都可以用最少的组件加以监视,而无需额外的检测电阻器或放大器。

并联器件以增大电流
对于 LT3091 这种以电流源为基准的新型稳压器而言,多个器件并联非常容易。器件并联对于增大输出电流或分散热量很有用。既然 LT3091 设定为电压跟随器,那么将所有 SET 引脚连接到一起,可保持所有输出为相同的电压。如果所有输出保持相同的电压,那么仅需要几毫欧姆的镇流器 ROUT1,2,就可使这些器件均流。

图 2 显示了两个 LT3091 并联以获得 3A 输出电流的电路原理图。设定电阻器 RSET 现在流过的设定电流增大了一倍,因此输出为 −100µA 乘以 RSET。10mΩ 输出电阻器 R OUT1,2 确保在满标度电流时起到镇流作用。为了获得更大电流而并联器件时,对可并联器件的数量没有限制。

 


图 2:通过并联 LT3091 构成的 3A 负输出线性稳压器


图 3 显示了图 2 设计的热量分布,U1 和 U2 达到了类似的温度,表明电流是均分的。

 


图 3:两个 LT3091 并联的热性能

 
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