運(yùn)算放大器和p溝道MOSFET構(gòu)成低壓差高電流線性穩(wěn)壓器,對負(fù)載階躍具有出色的瞬態(tài)響應(yīng)。壓差在 2A 負(fù)載時為 300mV。
線性穩(wěn)壓器(相對于開關(guān)類型)通常是產(chǎn)生低于3.3V的電源電壓的最佳選擇。在低輸出電壓和中等負(fù)載電流下,線性類型成本更低,需要的空間更少,但保持合理的效率。例如,圖1所示電路的效率高于87%。

圖1.這些線性穩(wěn)壓器在 2.9V 時可借助 5V 總線 (a) 或單獨(dú)從 3.3V (b) 產(chǎn)生 2A 電流。
可用的“低壓差”線性穩(wěn)壓器的壓差可能不足以滿足所需的負(fù)載電流。因此,圖1電路采用低閾值p溝道MOSFET,在2A時僅降300mV。如果可用,應(yīng)由 5V 總線為運(yùn)算放大器和 2.5V 基準(zhǔn)供電(圖 1a)。較高的電源軌電壓使運(yùn)算放大器能夠更快地驅(qū)動MOSFET,從而改善瞬態(tài)響應(yīng)。(較新的處理器中的電源管理電路可以在數(shù)十納秒內(nèi)改變負(fù)載電流。
10MHz運(yùn)算放大器允許從地到正電源軌的1.9V以內(nèi)的共模輸入,因此3.3V工作電壓為2.5V基準(zhǔn)提供了足夠的空間。采用1.2V基準(zhǔn)(圖1b),3.3V電路在線路、負(fù)載、溫度和電源電壓瞬變的允許極端范圍內(nèi)提供±3%的初始輸出精度和±5%的調(diào)節(jié)(對于測試的夾具)。圖1a電路在極端情況下測得±4%,在初始精度下測得±2%。當(dāng)5%V IN變化時,兩個電路輸出的變化均小于1mV,對于0A至2A負(fù)載變化時,電路輸出的變化僅為3mV(有關(guān)1A至2A負(fù)載變化的影響,請參見圖2)。

圖2.對于1A至2A情況(b)和2A至1A情況(c),數(shù)字1電路的負(fù)載電流(a)的階躍變化為每格10μs至100ns。輸出電壓(頂部走線)的垂直分辨率為 20mV/div,負(fù)載電流(底部走線)的垂直分辨率為 1A/div。
如果電路要適應(yīng)快于100ns的瞬態(tài)上升時間,則布局至關(guān)重要。穩(wěn)壓器應(yīng)靠近負(fù)載,VOUT應(yīng)在負(fù)載處檢測。運(yùn)算放大器和基準(zhǔn)電壓源應(yīng)具有單點(diǎn)接地,以防止接地反彈和噪聲擾亂反饋環(huán)路。
由于任何瞬態(tài)的初始邊沿都會被10μF輸出電容吸收,因此這些元件(如所示的Sanyo OS-CON類型)必須具有非常低的ESR。為了最大限度地降低表面貼裝電容器中引線電感的影響,您可以通過將輸出電流直接穿過電容器的金屬化觸點(diǎn),將引線長度幾乎減小到零。
審核編輯:郭婷
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