30 多年以來，基本的 3 端子穩(wěn)壓器一直是設(shè)計(jì)師工具箱中的基本構(gòu)件,，而且其基本架構(gòu)沒有任何重大改變,。運(yùn)用一個固定電壓基準(zhǔn)，電阻分壓器將輸出電壓提高到所希望的值,。這類穩(wěn)壓器是非常容易使用的器件,，因此也非常流行，但是這種簡單架構(gòu)有一些固有的缺點(diǎn),。

      使用傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓器的缺點(diǎn)之一是,，最低輸出電壓受到穩(wěn)壓器基準(zhǔn)電壓的限制。另一個缺點(diǎn)是,，不容易通過并聯(lián)器件來提高可用輸出電流或分散功耗,。為了在多個穩(wěn)壓器之間分配負(fù)載，或者必須增加大的鎮(zhèn)流電阻器,，這會導(dǎo)致負(fù)載調(diào)節(jié)誤差,，又或者用由輸入檢測電阻器和運(yùn)算放大器環(huán)路組成的復(fù)雜電路來平衡負(fù)載，這必然破壞了本來想運(yùn)用看似簡單的線性穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)簡單性的承諾,。

       不過,，如果去掉電壓基準(zhǔn)，用一個精確的電流源取而代之,，結(jié)果會怎么樣呢,？這樣產(chǎn)生的電路令人難以置信地簡單,，如圖 1 所示的方框圖。一個精確的電流源連接到放大器的非負(fù)輸入,，輸出驅(qū)動一個大的 NPN 傳遞組件,，然后再連接至放大器的負(fù)輸入，以提供單位增益,。給年資久遠(yuǎn)的線性穩(wěn)壓器器件引入這一小小的改變之后,，會在通用性和性能方面產(chǎn)生巨大的好處。

圖 1：LT3083 方框圖

      現(xiàn)在,，在這種新架構(gòu)中,，若要并聯(lián)穩(wěn)壓器，將每個 SET 引腳連接到一起即可,，這為所有誤差放大器提供了一個共用的基準(zhǔn)點(diǎn),，從而僅用毫歐姆量級的鎮(zhèn)流電阻器就能平衡任何器件至器件的失調(diào)偏差。突然之間,，無論需要多少器件,，都可以非常容易地在器件之間分散功耗，類似地,，輸出電流也可以按需擴(kuò)大,。這種架構(gòu)的美妙之處在于僅用一個電阻器就能為所有穩(wěn)壓器提供基準(zhǔn)點(diǎn)，無論使用了一個,、10 個還是 100 個穩(wěn)壓器。此外,，該架構(gòu)允許零電阻等于零輸出,，從而不再有固定基準(zhǔn)電壓以限制可用輸出電壓范圍的低端。

      新架構(gòu)的好處

       LT3080 1.1A 線性穩(wěn)壓器是第一款運(yùn)用精確電流源架構(gòu)的線性穩(wěn)壓器,，使它可通過并聯(lián)任何數(shù)量的 LT3080 以產(chǎn)生大電流,、表面貼裝電源成為可能。LT3083 與 LT3080 相似,，具備類似的高性能規(guī)格,，但是輸出電流能力提高為 3A。這種新架構(gòu)具備大量性能優(yōu)勢,。

     頻率響應(yīng)和負(fù)載調(diào)節(jié)是固定的

      運(yùn)用傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓器,，當(dāng)通過電阻分壓器改變輸出電壓時，增益和帶寬會隨之改變,。將穩(wěn)壓器的反饋引腳旁路會影響環(huán)路響應(yīng),。負(fù)載調(diào)節(jié)幅度不是一個固定值，不過當(dāng)電阻分壓器累積任何電壓偏差時,，負(fù)載調(diào)節(jié)幅度在輸出中所占百分比是固定的,。此外,，該電阻分壓器也會導(dǎo)致累積基準(zhǔn)電壓噪聲。

     運(yùn)用電流源和單位增益緩沖器,，則可消除這些缺點(diǎn),。既然誤差放大器始終處于單位增益狀態(tài)，那么頻率響應(yīng)就不會作為輸出電壓的函數(shù)而改變,，或者也不會隨著跨基準(zhǔn)點(diǎn)兩端實(shí)施旁路而改變,。負(fù)載調(diào)節(jié)幅度現(xiàn)在是一個固定值，而不管輸出電壓大小,。既然旁路不會影響環(huán)路響應(yīng),，那么兩個噪聲源就都消除了：運(yùn)用單個電容器就可以抑制基準(zhǔn)電流噪聲和電阻器散射噪聲。這樣在輸出端就只剩下誤差放大器噪聲了,，而且無論輸出電壓大小,，這個噪聲都保持在固定值上。

     頂尖的 DC 特性

       LT3083 的 DC 特性與原來的 LT3080 是相同的,。LT3083 將 NPN 傳遞器件的集電極分離出來,，以最大限度地降低功耗。就誤差放大器而言,，負(fù)載調(diào)節(jié)幅度一般低于 1mV,，在 50uA 基準(zhǔn)電流時接近不可計(jì)量。就基準(zhǔn)電流而言,，電壓調(diào)節(jié)不到 0.0002%/V,，就誤差放大器失調(diào)而言，電壓調(diào)節(jié)的典型值為 2µV/V,?；鶞?zhǔn)電流的溫度特性非常出色，在整個工作節(jié)溫范圍內(nèi)一般保持在 0.2% 以內(nèi),，如圖 2 所示,。

 圖 2：基準(zhǔn)電流溫度特性

SET PIN CURRENT：SET 引腳電流

TEMPERATURE：溫度

        LT3083 還提供了凌力爾特器件眾所周知的各種保護(hù)功能：具有安全工作區(qū)保護(hù)的電流限制功能可避免器件在短路情況下受損；熱限制功能則可在功率耗散過大的情況下使器件處于安全狀態(tài),。

       頂尖的 AC 特性

      不要認(rèn)為,，在努力實(shí)現(xiàn)高 DC 性能的過程中要犧牲 LTC3083 的 AC 特性。LTC3083 的瞬態(tài)響應(yīng)非常出色,，輸出電容低至 10uF,。可使用小型陶瓷電容器并無需增加 ESR,?？缁鶞?zhǔn)電阻器使用一個旁路電容器，可提供慢啟動功能,；輸出電壓跟隨 RC 時間常數(shù),，而該常數(shù)由 SET 電阻器和旁路電容器設(shè)定,。將器件并聯(lián)還可提供噪聲性能方面的優(yōu)勢。將多個 LT3083 穩(wěn)壓器并聯(lián),，可降低輸出噪聲,，這與將 n 個運(yùn)算放大器并聯(lián)就能以 √n 為系數(shù)降低噪聲是一樣的。

       應(yīng)用

       LT3083 異常簡單的架構(gòu)與高性能參數(shù)使其成為一款功能強(qiáng)大的構(gòu)件,，其適用范圍并不僅限于基本的線性穩(wěn)壓器,。該器件能非常容易地并聯(lián)，以提高輸出電流并分散熱量,。主動驅(qū)動 SET 引腳是完全可接受的,；低失調(diào)和大的輸出電流允許在大功率級實(shí)現(xiàn)高度準(zhǔn)確的基準(zhǔn)電源。通過用一個 DAC 驅(qū)動 SET 引腳,，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字可編程電源,。沒有很大的困難就能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的電流源。用戶的創(chuàng)造力有多強(qiáng),，該器件的用途就有多廣泛,。

      將穩(wěn)壓器并聯(lián)以提高電流并分散熱量

       圖 3 顯示了怎樣將多個 LT3083 并聯(lián)，以提高輸出電流并分散熱量,。請注意,，在穩(wěn)壓器之間平衡負(fù)載所需的鎮(zhèn)流器是最小的。僅通過增加更多 LT3083,，就有可能產(chǎn)生低噪聲和準(zhǔn)確的大電流表面貼裝電源,。功耗在并聯(lián)的穩(wěn)壓器之間均勻分布，不過熱量管理仍然是必要的,。由于跨穩(wěn)壓器的壓降低至 0.5V,，所以一個 3A 負(fù)載相當(dāng)于 1.5W 功耗，從而提高了表面貼裝設(shè)計(jì)的熱性能,。

圖 3：將多個穩(wěn)壓器并聯(lián)以實(shí)現(xiàn)更大的電流并分散熱量

        大電流基準(zhǔn)緩沖器

       建立一個大電流基準(zhǔn)緩沖器所需工作非常少，如圖 4 所示,。在這個電路中,，連接 LT1019-5 的輸出，以吸收穩(wěn)壓器 50uA 的基準(zhǔn)電流,。該基準(zhǔn)在整個溫度范圍內(nèi)提供 0.2% 的準(zhǔn)確度,，或 10mV。由于 LT3083 的最大失調(diào)電壓為 4mV,，所以輸出準(zhǔn)確度保持在 0.3% 以內(nèi),。LT3083 基準(zhǔn)電流的準(zhǔn)確度不影響輸出容限，而且不存在導(dǎo)致潛在容限偏差的電阻器,。

圖 4：大電流基準(zhǔn)緩沖器

INPUT：輸入

OUTPUT：輸出

*MIN LOAD：最小負(fù)載電流

       以數(shù)字方式設(shè)定的輸出

       要以數(shù)字方式設(shè)定輸出電壓僅需要增加一個 DAC 以驅(qū)動 SET 引腳,。圖 4 突出顯示了 DAC 怎樣在從零到超過 16V 的范圍內(nèi)于 1.5LSB 以內(nèi)設(shè)定 LT3083 輸出,。在這個電路中， LTC2641-12 運(yùn)用 4.096V 基準(zhǔn),，通過 LT1991 (增益配置為 4 倍) 驅(qū)動 LT3083 的 SET 引腳,。

      這仍然是由于 LT3083 嚴(yán)格的規(guī)格，才允許如此卓越的性能,。請記住,，當(dāng)以最低輸出電壓工作時，必須滿足最小負(fù)載電流要求,。當(dāng)以很低的輸入電壓工作時,，需要不到 500uA 的負(fù)載，這比傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓器所需的 5mA 至 10mA 負(fù)載低多了,。

      易用的兩端子電流源

       在某些應(yīng)用中,，電流源可能非常難以實(shí)現(xiàn)。有些必須以地為基準(zhǔn),，另一些必須以正軌為基準(zhǔn),，而最難的設(shè)計(jì)則需要浮動的兩端子器件。LT3083 非常容易配置為兩端子電流源,，只需通過調(diào)節(jié)外部電阻器的比率并增加補(bǔ)償就可以,，如圖 5 所示。該電流源可以以地為基準(zhǔn),、以一個正軌為基準(zhǔn)或完全浮動而無需擔(dān)心任何問題,。

圖 5：數(shù)字可編程電源

 圖 6：兩端子電流源

         結(jié)論

         在 LT3083 方框圖所示的架構(gòu)看似簡單，但它的背后卻是一款高性能且高度通用的突破性構(gòu)件器件,。LT3083 整合了 LT3080 巨大的架構(gòu)改進(jìn)以及卓越的 AC 和 DC 特性,，并增加了電流，因而可以輕松解決傳統(tǒng)型三端或低壓差穩(wěn)壓器無法對付的問題,。該器件可用于工作電壓低至 0V 的電源,、通過并聯(lián)以提供較大的輸出電流和分散熱量、或進(jìn)行動態(tài)驅(qū)動,。大電流線性電源如今可用于表面貼裝型電路板,，而不會犧牲性能。