1.5A負(fù)穩(wěn)壓器擴(kuò)展了電流基準(zhǔn)線性穩(wěn)壓器系列

LT3080代表了一種新型線性穩(wěn)壓器架構(gòu)，其具有一個(gè)電流源作為基準(zhǔn)和一個(gè)用于輸出放大器的電壓跟隨器。這種新架構(gòu)具有許多優(yōu)點(diǎn)，包括易于穩(wěn)壓器并聯(lián)以增加輸出電流，并在低至零輸出電壓的情況下工作。由于輸出放大器始終以單位增益工作，無(wú)需電阻設(shè)置分壓器，因此帶寬和絕對(duì)調(diào)節(jié)在整個(gè)輸出電壓范圍內(nèi)是恒定的。瞬態(tài)響應(yīng)與輸出電壓無(wú)關(guān)，調(diào)節(jié)可以以毫伏而不是輸出的百分比來(lái)指定。

表 1 總結(jié)了使用此體系結(jié)構(gòu)的設(shè)備系列。LT?3091 是該系列的最新成員，是一款 1.5A 低壓差負(fù)線性穩(wěn)壓器，具有可調(diào)電流限值和電流監(jiān)視器。LT3091 與該系列中的另一款負(fù)線性穩(wěn)壓器 LT3090 類(lèi)似，但其額定電流是 LT3090 的兩倍多。

LT3091 非常適合需要低噪聲或精準(zhǔn)輸出的高電流、負(fù)電壓應(yīng)用。它具有快速瞬態(tài)響應(yīng)、高PSRR和低輸出噪聲。低壓差有助于在支持高達(dá) 1.5A 的負(fù)載時(shí)防止其過(guò)熱。內(nèi)置保護(hù)包括反向輸出保護(hù)、帶折返的內(nèi)部電流限制和帶遲滯的熱關(guān)斷。這種多功能負(fù)穩(wěn)壓器架構(gòu)可在低至 0 伏的輸出電壓下工作，并可用作負(fù)浮動(dòng)穩(wěn)壓器。

工作原理

負(fù)輸出電壓由一個(gè)?50μA精密電流源設(shè)定，該電流源通過(guò)單個(gè)電阻R驅(qū)動(dòng)設(shè)置從地到SET引腳。內(nèi)部跟隨放大器強(qiáng)制輸出電壓與SET引腳的負(fù)電壓相匹配。采用這種架構(gòu)時(shí)，所有內(nèi)部工作電流都從輸出引腳流入。僅需一個(gè) 20μA 負(fù)載即可在所有輸出電壓下保持穩(wěn)壓。圖 1 示出了 LT3091 的基本連接。它提供 1.5A 的輸出電流，可調(diào)節(jié)至零輸出電壓，并具有輸出電流的正負(fù)監(jiān)視器。當(dāng)輸出電壓低于輸入時(shí)，它還具有反向保護(hù)功能。

圖1.1.5A負(fù)線性穩(wěn)壓器，帶電流限制和監(jiān)視器

通過(guò)連接一個(gè)外部電阻R，電流限值可以降低到1.5A以下林在 ILIM 和 IN 引腳之間，如圖 1 所示。此功能可以有效地保護(hù)負(fù)載并限制IC的溫度。

當(dāng) 3.3V 饋入 IMONN 引腳時(shí)，IMONP 引腳提供等于輸出電流 1/4000 的電流。該電流源通過(guò)連接電阻R來(lái)測(cè)量星期一，與電流源串聯(lián)接地并讀取電阻兩端的電壓。將 IMONP 引腳連接到 V在，IMONN 引腳吸收的電流等于輸出電流的 1/2000。通過(guò)這種方式，可以用最少的元件監(jiān)控正或負(fù)輸出電流，無(wú)需額外的檢測(cè)電阻或放大器。

并聯(lián)器件可提供更大電流

利用這種新型電流源基準(zhǔn)穩(wěn)壓器可輕松并聯(lián) LT3091。并聯(lián)可用于增加輸出電流或散發(fā)熱量。由于 LT3091 被設(shè)置為一個(gè)電壓跟隨器，因此將所有 SET 引腳連接在一起可使輸出具有相同的電壓。如果輸出電壓相同，則只有幾毫歐鎮(zhèn)流器，R輸出1，2，以允許它們共享電流。

圖 2 示出了兩個(gè) LT3091 并聯(lián)以獲得 3A 輸出的原理圖。設(shè)定電阻，R設(shè)置，現(xiàn)在流過(guò)的電流是設(shè)定電流的兩倍，因此輸出為 ?100μA 乘以 R設(shè)置.10mΩ輸出電阻，R輸出1，2確保全電流壓載。對(duì)于更高電流，可以并聯(lián)的器件數(shù)量沒(méi)有限制。

圖2.具并聯(lián) LT3091 的 3A 負(fù)線性穩(wěn)壓器

圖3顯示了圖2設(shè)計(jì)的熱分布——U1和U2達(dá)到相似的溫度，表示共享電流相等。

圖3.兩個(gè)并聯(lián) LT3091 的熱性能

低噪聲正負(fù)轉(zhuǎn)換器

反相轉(zhuǎn)換器從正輸入產(chǎn)生負(fù)電壓，并具有低輸出紋波。如果與 LT3091 等高帶寬 LDO 結(jié)合使用，整個(gè)轉(zhuǎn)換器可具有非常高的瞬態(tài)響應(yīng)和更低的噪聲。

圖4所示為低噪聲耦合電感正負(fù)轉(zhuǎn)換器。反相轉(zhuǎn)換器基于 LT3581，這是一款內(nèi)置電源開(kāi)關(guān)的 PWM DC/DC 轉(zhuǎn)換器。其 4mm × 3mm DFN 封裝和纖巧的外部器件可與 LT3091 組合成一個(gè)緊湊而安靜的解決方案。圖5顯示了兩個(gè)輸出電壓的瞬態(tài)響應(yīng)。圖6顯示了整個(gè)系統(tǒng)的熱性能。

圖4.1.5A 低噪聲和快速瞬態(tài)正負(fù)轉(zhuǎn)換器

圖5.正負(fù)轉(zhuǎn)換器的瞬態(tài)響應(yīng)

圖6.正負(fù)轉(zhuǎn)換器的熱圖像

低噪聲正負(fù)電源

可利用一個(gè) 1.5A 正線性穩(wěn)壓器和負(fù) 1.5A 線性穩(wěn)壓器 LT3091 構(gòu)建一個(gè)高電流正至正負(fù)轉(zhuǎn)換器。LT?8582 是一款雙通道 PWM DC/DC 轉(zhuǎn)換器，內(nèi)置開(kāi)關(guān)，采用 7mm × 4mm DFN 封裝。它可以從單個(gè)輸入生成正輸出和負(fù)輸出。

圖 7 示出了采用 LT8582、LT3081 和 LT3091 的 1.5A 12V 至 ±3.3V 低噪聲電源。圖8顯示了負(fù)電源軌的瞬態(tài)響應(yīng)。圖9顯示了整個(gè)系統(tǒng)的溫度。

圖7.12V至±3.3V低噪聲電源

圖8.V 時(shí)的瞬態(tài)響應(yīng)輸出2負(fù)載瞬態(tài)

圖9.12V至±3.3V低噪聲電源的熱圖像

此設(shè)置可用作運(yùn)算放大器電源，其中高速運(yùn)算放大器需要低噪聲、高速±3.3V電源。

結(jié)論

LT?3091 是一款 1.5A、低壓差、電流基準(zhǔn)負(fù)線性穩(wěn)壓器。該穩(wěn)壓器易于并聯(lián)以增加輸出電流。它還具有快速瞬態(tài)響應(yīng)、高PSRR和低輸出噪聲，非常適合用作后置穩(wěn)壓器。它可用于能夠灌入和拉出電流的電源。

審核編輯：郭婷