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基于線性穩(wěn)壓器LT3083提供卓越的AC和DC性能概述
摘要: 30多年以來,,基本的3端子穩(wěn)壓器一直是設計師工具箱中的基本構件,而且其基本架構沒有任何重大改變,。運用一個固定電壓基準,,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,,但是這種簡單架構有一些固有的缺點,。
Abstract:
Key words :

30多年以來,基本的3端子穩(wěn)壓器一直是設計師工具箱中的基本構件,,而且其基本架構沒有任何重大改變,。運用一個固定電壓基準,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,但是這種簡單架構有一些固有的缺點,。

使用傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓器的缺點之一是,,最低輸出電壓受到穩(wěn)壓器基準電壓的限制。另一個缺點是,,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)壓器之間分配負載,或者必須增加大的鎮(zhèn)流電阻器,,這會導致負載調(diào)節(jié)誤差,,又或者用由輸入檢測電阻器和運算放大器環(huán)路組成的復雜電路來平衡負載,這必然破壞了本來想運用看似簡單的線性穩(wěn)壓器實現(xiàn)簡單性的承諾,。

不過,,如果去掉電壓基準,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,。一個精確的電流源連接到 放大器的非負輸入,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輸入,,以提供單位增益。給年資久遠的線性穩(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,。

線性穩(wěn)壓器1

現(xiàn)在,在這種新架構中,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點,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大。這種架構的美妙之 處在于僅用一個電阻器就能為所有穩(wěn)壓器提供基準點,,無論使用了一個,、10個還是100個穩(wěn)壓器。此外,,該架構允許零電阻等于零輸出,,從而不再有固定基準電壓以限制可用輸出電壓范圍的低端。

新架構的好處

LT3080 1.1A線性穩(wěn)壓器是第一款運用精確電流源架構的線性穩(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。這種新架構具備大量性能優(yōu)勢,。

頻率響應和負載調(diào)節(jié)是固定的

運用傳統(tǒng)線性穩(wěn)壓器,,當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,。負載調(diào)節(jié)幅度不是一個固定值,不過當電阻分壓器累積任何電壓偏差時,,負載調(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致累積基準電壓噪聲,。

運用電流源和單位增益緩沖器,,則可消除這些缺點。既然誤差放大器始終處于單位增益狀態(tài),,那么頻率響應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 準點兩端實施旁路而改變。負載調(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,那么兩個噪聲源就都消除了:運用單個電容器就可 以抑制基準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,,負載調(diào)節(jié)幅度一般低于1mV,在50μA基準電流時接近不可計量,。就基準電流而言,,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,。基準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),。

線性穩(wěn)壓器2

LT3083還提供了凌力爾特器件眾所周知的各種保護功能:具有安全工作區(qū)保護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

不要認為,,在努力實現(xiàn)高DC性能的過程中要犧牲LTC3083的AC特性,。LTC3083的瞬態(tài)響應非常出色,輸出電容低至10μF,??墒褂眯⌒吞沾呻娙?器并無需增加ESR??缁鶞孰娮杵魇褂靡粋€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個運算放大器并聯(lián)就能以 √n 為系數(shù)降低噪聲是一樣的,。

應用

LT3083異常簡單的架構與高性能參數(shù)使其成為一款功能強大的構件,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現(xiàn)高度準確的基準電源,。通過用一個DAC驅(qū)動SET引腳,,可以實現(xiàn)數(shù)字可編程電源,。沒有很大的困難就能實現(xiàn)準確的電流源。用戶的創(chuàng)造力有多強,,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

請注意,在穩(wěn)壓器之間平衡負載所需的鎮(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負載相當于1.5W功耗,,從而提高了表面貼裝設計的熱性能,。

結(jié)論

在LT3083方框圖所示的架構看似簡單,但它的背后卻是一款高性能且高度通用的突破性構件器件,。LT3083整合了LT3080巨大的架構改進以及卓越的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。

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