背景

隨著便攜式和非便攜式產品尺寸的減小，也需要相應減小印刷電路板 （PCB） 的尺寸。單面電路板已經讓位于雙面電路板，現在 4 至 16 層的電路板已經司空見慣了。幾乎總能見到利用各種不同的板上穩壓器進行電源分配和負載點電壓轉換的實例。開關穩壓器在很寬的電壓范圍內以較高頻工作，但需要電感器，從而占用了大量電路板空間。人們也用充電泵或開關電容器電壓轉換器來實現電壓轉換，但是其輸出電流能力有限，大約為 500mA，而且需要外部電容器以穩定工作，但是一般來說，就提供與開關穩壓器相當的輸出電流而言，占用較少的電路板空間。低壓差 （LDO） 線性穩壓器效率較低，但產生較低的噪聲，而且就降壓型應用而言，使用也更簡單。

新式表面貼裝 PCB 系統的限制

PCB 上產生局部熱點這個問題很難解決。開關穩壓器和充電泵由于采用開關拓撲，所以產生較少的熱量。而另一方面，視輸入至輸出電壓差、輸出電流和封裝熱特性的不同而不同，LDO 產生更多的熱量。表面貼裝電路板的設計隨著更加尖端的制造方法、多層 PCB、較小和較薄的分立式組件、以及較薄的 IC 封裝的采用而演變。傳統上，當需要大電流時，在這類系統中采用了具功率封裝和散熱器的線性穩壓器或開關穩壓器。不幸的是，與全表面貼裝解決方案相比，使用散熱器使電路板更加復雜、昂貴和難以組裝了。直到現在，由于表面貼裝 IC 在電路板上的散熱限制，LDO 的功耗一直限制在約為 2W。在這類應用中使用線性穩壓器遇到的典型問題包括：

? 在表面貼裝系統中無法得到較大的輸出電流。并聯允許較大的輸出電流，并在表面貼裝系統中使功耗分散到較大的區域上。否則，當穩壓器貼裝到 PC 板表面時，較高的峰值溫度將使功耗限制為最大 2W。

? 無法將輸出電壓調節至低于 1.2V。新的高性能數字電路需要低于 1.2V 的電壓。

? 無法在所有表面貼裝系統中實現最佳使用。表面貼裝組件和高密度電路板排除了為較舊的線性穩壓器配備散熱器的可能 （高度限制等）。

高性能開關穩壓器填補了這些空白，可提供較低的輸出電壓和最少的熱量積累。缺點是提高了成本和復雜性。不過現在，改進的設計方法使低壓差穩壓器在這一應用領域占據了相當大的份額，而且份額在日益增大。

一種新的架構 ━━ 可并聯 3A NPN LDO

LT3083 是一款 3A LDO，可非常容易地并聯，以分散熱量并提供較大的輸出電流。該器件采用電流源基準和高電源電壓跟隨器。穩壓器的跟隨器輸入連在一起 （SET 引腳），僅用一小段 PC 走線作為鎮流器，就可以在多個穩壓器之間實現輸出電流均分并分散熱量，從而無需散熱器，就能在全表面貼裝系統中實現數安培的輸出電流。

LT3083 在任何輸出電壓都能實現無與倫比 《 ±2mV 的穩定度。該器件具 1.2V 至 18V （DD-Pak 和 TO-220 封裝） 的寬輸入電壓能力，當用一個單獨的偏置電源工作時，其滿負載電流壓差僅為 310mV。輸出電壓可用單個電阻器調節和編程，涵蓋從 0V 至 17.5V 的寬電壓范圍，而且已微調的內置 50μA 電流基準達到了 ±1% 的高準確度。由于該器件采用了單位增益電壓跟隨器架構，所以穩定性和輸出噪聲 （40μVRMS） 不受輸出電壓影響。大的輸出電流、寬的輸入和輸出電壓范圍、嚴格的電壓和負載調節、高紋波抑制、很少的外部組件和并聯能力使 LT3083 非常適用于新式較大電流的多軌系統。

圖 1：LT3083 的典型應用電路

OPTIONAL FOR MINIMUM 1mA LOAD REQUIREMENT：

可選，以滿足 1mA 的最小負載電流要求

LT3083 采用各種耐熱增強型表面貼裝兼容封裝，包括扁平 （0.75mm） 12 引線 4mm x 4mm DFN 和 16 引線耐熱增強型 TSSOP。在表面貼裝應用中，這兩種封裝無需散熱器，就允許 2W 耗散。該器件還采用 5 引線 TO-220 和 DD-Pak 功率封裝，以安裝到散熱器上，從而允許更大的功率耗散。

較大基準電流的優勢

相比先于其推出的同類器件 （LT3080 / LT3082 / LT3085），LT3083 的 SET 引腳電流為 50uA （前者則為 10uA），因而對于影響實際輸出電壓的電路板漏電流不太敏感。對于因電路板清洗不良和 / 或污染所引起從 SET 至 GND 的給定漏電流，將呈現出一個較小的百分比誤差：50uA 比 10uA。另外，對于一個給定的輸出電壓，RSET 電阻器的阻值較小 （它是一個較低阻抗節點，使得雜散信號不容易耦合進來），從而可產生一個更加穩定的輸出。該器件的 SET 引腳電流還具有很高的準確度 （初始準確度達 1%），而且在整個溫度范圍內也非常穩定，如圖 2 所示。

圖 2：LT3083 的高度準確 SET 引腳電流

SET Pin Current：SET 引腳電流

TEMPERATURE：溫度

流行的電路應用：3A 電流源

這個新一代 NPN LDO 系列適用于各種創新性電路方案，其中的兩個是電流源和并聯配置。

與其他模擬電路相比，表面上看，電流源設計似乎相對容易，但實際上卻更復雜。盡管高質量電壓源很常見，但是在凌力爾特推出 LT3092 之前，作為組件的電流源一直難以見到。將 LT3083 配置為電流源，可提供很多 LT3092 提供的功能，而且該電流源還提供高得多的供電電流 （3A 比 200mA），參見圖 3 以獲得詳細信息。此外，這種電流源消除了傳統的分立式方案的多種問題，尤其是希望隨溫度變化有較高的準確度和穩定性時。

圖 3：LT3083 配置為電流源

Current Source：電流源

直接并聯的 IC 分散熱量

與單個 IC 相比，在 PC 板上并聯的穩壓器可以分散熱量，以幫助保持電路板峰值溫度在可接受的范圍，并提高最大輸出電流。傳統上，這需要一個外部運算放大器和幾個電阻器來實現，以實現最佳平衡的電流均分。而 LT3083 可以非常容易和直接地并聯 （即無需外部運算放大器），以分散熱量并提供較大的輸出電流，而且其輸出仍然可用單個電阻器調節。這允許采用 LT3083 實現全表面貼裝解決方案，而以前在這類解決方案中，一度使用開關穩壓器或者因噪聲要求而決定使用配備散熱器的線性穩壓器。直到不久前，表面貼裝 IC 散出有關的 2W 功率的能力還一直限制著大電流輸出。現在，產生的熱量可以分散在幾個穩壓器上，從而提供了較大的輸出電流。通過采用創新性電流基準和跟隨器架構，僅用一小段 PC 走線作為鎮流器，就可以在多個穩壓器之間實現準確的電流均分，從而可在全表面貼裝系統中實現數安培的線性調節，而無需散熱器，如圖 4 所示。使通路晶體管的集電極可用，可進一步增加散熱選擇。功耗可以分散在幾個穩壓器上，以使系統板上不出現熱點。外部電阻器可用來以非常低的成本進一步分散熱量。這種均分電流和功耗的能力使該穩壓器非常適用于不想使用開關穩壓器的電路板電源。

圖 4：LT3083 并聯方案提供 6A 輸出電流，且無需散熱器

結論

傳統上，面向大電流應用的多軌、表面貼裝 PCB 系統布滿了采用功率封裝和散熱器的線性穩壓器，從而增大了尺寸、復雜性和成本，或者布滿了開關穩壓器。現在，一種新的線性低壓差穩壓器已上市，該穩壓器繼續發揚了凌力爾特 LT3080 系列的優良傳統，那就是 3A LT3083。LT3083 憑借基于電流的基準架構和大的輸出電流，解決了通常與這類設計有關的多種問題，包括局部熱量過高、散熱器和過多的導線、以及大量無源組件的問題。這個創新性 IC 通過直接并聯，能提供幾乎無限的輸出電流，從而無需散熱器就能分散 PCB 的熱量，而且可用單個電阻器穩定 VOUT 并將輸出電壓調節至 0V，在實現所有這一切的同時，產生的輸出噪聲也很低。