圖2顯示了采用標準應用設置的麥克風穩壓器的示例。圖中使用的器件是安森美半導體新推出的NCV47551，這器件具有可調節輸出電壓，能采用外部電阻分壓器在3.3 V與20 V之間設定輸出電壓。從穩壓器電流感測輸出（CSO）引腳獲得的鏡電流——此電流與負載電流的比例為固定值（通常是1:1）——可以被監測為固定電阻對地的電壓（VCSO），并且可以使用模數轉換器（ADC）來采樣。電阻值RCSO還設定限流閾值電平。通過監測CSO電壓，電流鏡可以用于區分開路、對地短路及正常工作條件。

　　圖2：使用安森美半導體NCV47551的麥克風穩壓器應用電路圖

　　Optional for noise：可選元件，用于降低噪聲

　　由于麥克風負載電流通常如此之低，電流鏡比例需要設定為不會導致開路檢測問題的值。在開路事件中，CSO電流將降至其最低值。但它需要保持足夠高，以確保 ADC輸入電容在其采樣和維持時間常數范圍內充電。盡管這ADC本身也是CSO引腳的一個負載，由于CSO引腳結合了限流及電流監測功能，如果檢測電流電平閾值太低的話，此負載可能會影響限流值。因此，在鏡電流比例為1:1的情況下，就可以省去外部緩沖器了。

　　通過監測 VCSO值，可以使用ADC來檢測各種故障條件。在VOUT對地短路狀況中，負載阻抗下降至0，或者接近0，導致負載電流上升并觸發外部設定的電流極限，輸出電壓成正比反走。這導致VCSO瞬時上升至其上限。提供的第二重保護功能是使用設定為內部固定值、環路響應比預設電流極限更快的第二個默認電流極限，確保啟動時的限流。還有更進一步的保護，即使用位置跟穩壓器線性旁路元件相鄰的熱感測器件（TSD）檢測的限熱閾值，以確保不超過最大結溫。如果此閾值被超過，那么穩壓器將自我關閉，直到恢復原來狀態。

　　如果出現負載開路狀況，負載電流將下降至0或極接近于0。相應地，VCSO將下降至接近地電勢，同時ICSO確保不高于足以為大多數ADC的輸入電容充電的電平，從而符合采樣及維持要求。雖然使用VCSO輸入不可能直接識別出對電池短路狀況，但在VOUT對電池短路狀況下，無論是在供電或不供電狀態，器件都受到保護。如果有需要的話，可以增加外部電路來檢測對電池短路狀況。

　　另一項重要考慮因素就是抑制噪聲。高直流增益提供將穩壓器輸出噪聲降至最低的電源抑制比（PSRR），還具備旁路用途，提供第二條高頻低阻抗通道，以分流高頻電流及進一步降低輸出噪聲。為達此目的，使用了外部陶瓷旁路電容CNOISE。

　　NCV47551針對在汽車中使用而設計。它的啟用及輸入引腳能承受高達45 V峰值的ISO 16750-2負載突降脈沖，無需外部極性反向保護。此外，NCV47551還經過專門設計以提供低噪聲電源，確保ADC在檢測麥克風可能的故障狀況方面的兼容性。

　　結論

　　新一代的電流感測穩壓器IC提供簡單的集成方案，為汽車音響及信息娛樂系統應用中的大多數類型外部麥克風供電。它們能夠監測負載狀態，因而能夠提供極有效的故障診斷。如果出現重要故障狀況，它們還提供保護。

　　作者：Kieran McDonald

　　安森美半導體資深現場應用及系統工程師