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充分利用极低差线性稳压器的解决办法

来源:analog 发布时间:2024-03-04

摘要: LTC3035是一款微功率,VLDO (极低差)线性稳压器,其工作电压在1.7V至5.5V之间。该器件能够提供300mA的连续输出电流,典型的超低压降为45mV。

线性稳压器通常被认为是效率低下的降压DC/DC转换器,但低差线性稳压器(ldo)可以很好地适用于许多手持电池应用,其中低功耗和高效的电源转换至关重要。压降电压越低,LDO方案的效率越高。通常,具有非常小的压降电压的ldo是以增加封装尺寸和更高的静态电流为代价的。LTC3035通过提供非常低的压降电压而不牺牲小的解决方案尺寸或低功耗来克服这些权衡。

LTC3035是一款微功率,VLDO (极低差)线性稳压器,其工作电压在1.7V至5.5V之间。该器件能够提供300mA的连续输出电流,典型的超低压降电压为45mV(见图1)。输出电压可在0.4V至3.6V的宽电压范围内外部调节。

图1所示。典型的压降电压与负载电流的关系。

LTC3035是电池供电应用的理想选择,在这些应用中,低功耗、低差、低噪声和小尺寸解决方案是必不可少的。在空载条件下,芯片仅从V(IN)电源汲取100µA,在关机时降至1µA。LDO稳定适用于所有陶瓷电容器,温度低至1µF。其他功能包括输出短路保护,反向输出电流保护和热过载保护,所有这些功能都可以在一个很小的3mm × 2mm DFN封装中实现。

NMOS通径器件的低差

传统的ldo集成了一个p型晶体管(PNP或PMOS)作为电源通过器件,将电流从输入电源传递到输出电源。相反,LTC3035将NMOS晶体管作为其源-跟随器配置中的传递元件。与传统的p型ldo相比,该架构具有多种性能优势,例如更高的V(IN)电源抑制、更低的降电压和更好的瞬态响应特性,同时保持更小的解决方案尺寸。

使用NMOS通道设备不是完全透明的。为了使用NMOS通路器件实现低差性能,LDO电路必须能够驱动V(In)电源上方的NMOS栅极。这意味着需要一个单独的更高电压电源来为LDO电路供电。对于许多应用程序来说,额外更高的供应是不可用的。LTC3035克服了这个问题,包括一个内置电荷泵,从V(IN)输入产生更高的BIAS电源,为其LDO电路供电。电荷泵只需要一个0.1µF的飞行电容器和一个1µF的旁路电容器即可运行。产生的BIAS电源的值是自适应控制的,在整个V(IN)工作范围内提供足够的栅极驱动,优化了VLDO稳压器的载流能力和dropout特性。

高效、低噪音3.3V锂离子

图2显示了一种高效、低噪声的3.3V锂离子溶液。LTC3440是一种降压转换器,在VLDO的输入端将锂离子电池电压转换为有效的中压(3.4V)。然后LTC3035将这个中间电压调节到3.3V,提供更低的噪声输出电压。图3显示了LTC3035在输出电流为25mA时的输入和输出波形,说明了其出色的电源抑制特性,可实现低噪声解决方案。

图2。一种高效、低噪音的3.3V锂离子解决方案。

图3。LTC3035在Li-Ion至3.3V应用中的输入和输出波形,显示出其出色的纹波抑制(I(OUT) = 25mA, LTC3440在突发模式 )。

为了获得最佳的总效率,LDO上的输入输出电压差应该尽可能小,因为耗散功率的大小等于电压差和输出电流的乘积。由于LTC3035的降压非常低,它的输入电压可以编程到3.3V输出上方仅100mV,并且仍然保持300mA的稳压。具有较高压降电压的传统ldo迫使更大的输入和输出电压差,有效地降低了相同比例的效率。

双碱性1.8V LDO

使用两个串联碱性电池的手持应用程序需要低功耗解决方案,尽可能多地使用电池的工作电压范围。在图4中,利用LTC3035出色的降差特性,将两个系列碱性电池调降以提供1.8V电源。

图4。一个非常低的差双碱性1.8V应用。

使用p型晶体管的典型低功耗ldo的降压和最大输出电流能力随着输入电压的降低而受到影响,因为功率晶体管的过度驱动减少了。在输入和输出电压接近1.8V的情况下,传统的低功率ldo如果能提供300mA的输出电流,其压降电压可能会超过200mV。使用LTC3035,在LDO开始在300mA时下降之前,电池电压可以进一步放电到仅高于1.8V输出约50mV。与使用高落差ldo的解决方案相比,允许电池放电更长的时间本质上延长了应用程序的电池寿命。

结论

LTC3035极低的差特性可以在电池供电的应用中得到利用,以获得更高的效率和延长电池寿命。LTC3035具有极低的降压,出色的电源抑制,低静态电流和小的解决方案尺寸,使其成为许多低功耗手持电池应用的理想选择。

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