LT3030：低噪聲、低功耗的雙路線性穩壓器

在電子設計領域，穩壓器是至關重要的元件，它能為電子設備提供穩定的電源。今天要給大家介紹的是 Linear Technology 的 LT3030 雙路線性穩壓器，它具有低噪聲、低功耗等諸多優點，適用于多種應用場景。

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一、產品概述

LT3030 是一款雙路、微功耗、低噪聲、低壓差線性穩壓器。它的輸入電壓范圍為 1.7V 至 20V，輸出 1 和輸出 2 分別可提供 750mA 和 250mA 的電流，典型壓差電壓為 300mV。通過外部 10nF 旁路電容，在 10Hz 至 100kHz 帶寬內輸出噪聲僅為 20μVRMS。低靜態電流（通道 1/2 分別為 120μA/75μA）使其非常適合電池供電系統，在關機模式下，靜態電流降至小于 1μA。

二、產品特性

2.1 電氣性能

• 輸出電流：輸出 1 可達 750mA，輸出 2 可達 250mA，能滿足不同負載的需求。
• 低壓差電壓：典型值為 300mV，可在較低的輸入輸出壓差下正常工作。
• 低噪聲：在 10Hz 至 100kHz 帶寬內，輸出噪聲僅為 20μVRMS，能有效減少對敏感電路的干擾。
• 低靜態電流：正常工作時靜態電流低，關機時小于 1μA，有助于延長電池續航時間。
• 寬輸入電壓范圍：1.7V 至 20V 的輸入電壓范圍，適應多種電源環境。
• 可調輸出：輸出電壓范圍為 1.220V 至 19.5V，可通過外部電阻調整。

2.2 保護特性

• 反向電池和反向輸出到輸入保護：能防止電池反接和輸出到輸入的反向電壓，保護設備安全。
• 電流限制和熱關斷：內置電流限制和熱關斷功能，防止設備因過載而損壞。

2.3 封裝特性

提供熱增強型 20 引腳 TSSOP 和 28 引腳（4mm × 5mm）QFN 封裝，便于 PCB 布局和散熱。

三、引腳功能

3.1 輸出引腳（OUT1、OUT2）

為負載提供電源，需使用最小 10μF/3.3μF 的輸出電容以防止振蕩。對于大負載瞬變的應用，可能需要更大的輸出電容來限制峰值電壓瞬變。

3.2 接地引腳（GND）

QFN 和 TSSOP 封裝的背面暴露焊盤是與 GND 的電氣連接，需將其焊接到 PCB 接地并直接連接到 GND 引腳，以確保良好的電氣和熱性能。

3.3 輸入引腳（IN1、IN2）

為每個通道提供電源。若輸入引腳距離主輸入濾波電容超過 6 英寸，需使用旁路電容；在電池供電電路中，也建議使用旁路電容，電容值范圍為 1μF 至 10μF。該穩壓器能承受輸入引腳相對于地和輸出引腳的反向電壓。

3.4 電源良好標志引腳（PWRGD1、PWRGD2）

是集電極開路標志，用于指示輸出電壓是否高于標稱輸出電壓的 90%。該引腳無內部上拉電阻，需使用外部上拉電阻。

3.5 關斷引腳（SHDN1、SHDN2）

將 SHDN1 或 SHDN2 引腳拉低可使相應通道進入低功耗狀態并關閉輸出。兩個引腳相互獨立，僅影響各自通道的操作。

3.6 調整引腳（ADJ1、ADJ2）

是誤差放大器的輸入，內部鉗位至 ±9V。典型輸入偏置電流為 30nA，引腳電壓參考地為 1.220V，輸出電壓范圍為 1.220V 至 19.5V。

3.7 旁路引腳（BYP1、BYP2）

在相應通道的 OUT 和 BYP 之間連接電容可旁路穩壓器參考，實現低噪聲性能，改善瞬態響應并軟啟動輸出。內部電路將 BYP1/BYP2 引腳鉗位至相對于地 ±0.6V。使用最大 10nF 的電容可將輸出電壓噪聲降低至典型的 20μVRMS（10Hz 至 100kHz 帶寬）。若不使用，該引腳需保持未連接狀態。

四、應用信息

4.1 可調操作

每個通道的輸出電壓范圍為 1.220V 至 19.5V，可通過兩個外部電阻的比值來設置輸出電壓。Linear Technology 建議 R1 的值小于 243k，以減少由于 ADJ 引腳偏置電流導致的輸出電壓誤差。

4.2 旁路電容和低噪聲性能

在通道的 BYP 引腳和相應 OUT 引腳之間連接旁路電容可顯著降低輸出電壓噪聲，并改善瞬態響應。使用 10nF 旁路電容可將輸出電壓噪聲降低至 20μVRMS，同時使穩壓器啟動時間與旁路電容值成正比。

4.3 輸入電容和穩定性

每個通道使用 1μF 至 10μF 的輸入電容通常可保證穩定。對于輸入輸出壓差較小且負載瞬變較大的應用，可能需要更高的輸入電容值以防止輸入電壓下降。使用低 ESR 陶瓷電容時，若電源線較長，可能會導致不穩定，可通過一些方法降低導線的自感。

4.4 輸出電容和瞬態響應

LT3030 與多種輸出電容配合使用都能保持穩定，建議使用最小 10μF/3.3μF（通道 1/通道 2）、ESR 為 3Ω 或更小的輸出電容以防止振蕩。較大的輸出電容可減少峰值偏差，改善大負載電流變化時的瞬態響應。使用陶瓷電容時需注意其電壓和溫度系數以及壓電響應。

4.5 關斷/欠壓鎖定（UVLO）

SHDN 引腳可使 LT3030 進入微功耗關機狀態，其具有 1.21V 的精確閾值，可與系統輸入電源的電阻分壓器配合使用，定義穩壓器的精確欠壓鎖定閾值。

4.6 PWRGD 標志

PWRGD 標志指示 ADJ 引腳電壓是否在調節電壓的 10% 以內。該引腳為集電極開路輸出，當 ADJ 引腳電壓低于調節電壓的 90% 時，可吸收 100μA 的電流。需使用外部上拉電阻，正常操作時，內部干擾濾波器可防止 PWRGD 引腳在短瞬態事件中切換到低電壓狀態。

4.7 熱考慮

LT3030 的功率處理能力受最大額定結溫限制（LT3030E/LT3030I 為 125°C，LT3030H/LT3030MP 為 150°C）。每個通道的功耗由兩部分組成：輸出電流乘以輸入輸出電壓差和 GND 引腳電流乘以輸入電壓。內部熱關斷電路可保護設備，若出現過載或故障，兩個通道將同時關閉。在設計時需考慮結到環境的熱阻，可利用 PCB 板和銅跡線的散熱能力進行散熱。

4.8 保護特性

除了常見的電流限制和熱限制保護外，LT3030 還能保護自身免受反向輸入電壓和輸出到輸入的反向電壓影響。每個通道的輸入可承受 22V 的反向電壓，輸出可被拉低至低于地 22V 而不損壞設備。ADJ 引腳可承受 ±9V 的電壓，在不同電壓范圍內表現不同的電氣特性。

4.9 過載恢復

LT3030 具有安全工作區（SOA）保護，可在輸入輸出電壓增加時降低電流限制，確保功率晶體管在安全工作區域內。在某些情況下，如高輸入電壓和重負載時，移除輸出短路后輸出可能無法恢復，可能需要循環輸入電源使其恢復正常。

五、典型應用

5.1 重合跟蹤電源應用

通過與 LTC2923 配合使用，可實現輸出電壓的跟蹤和控制，適用于需要多個電源同步的應用場景。

5.2 順序供電應用

可實現兩個輸出的順序供電，滿足一些對電源順序有要求的系統。

六、總結

LT3030 是一款性能出色的雙路線性穩壓器，具有低噪聲、低功耗、寬輸入電壓范圍等優點，同時具備多種保護功能，適用于電池供電系統、微處理器核心/邏輯電源等多種應用場景。在設計過程中，需要根據具體應用需求合理選擇電容、電阻等元件，并考慮熱管理和保護措施，以確保設備的穩定運行。大家在實際應用中是否遇到過類似穩壓器的問題呢？歡迎在評論區分享交流。