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线性稳压器转换3.3V到2.9V在2A环境下的技术处置办法

来源:analog 发布时间:2023-08-24

摘要: 一个运算放大器和p沟道MOSFET构成一个低压差大电流线性稳压器。

运算放大器和p沟道MOSFET构成低压差大电流线性稳压器,对负载阶跃具有优异的瞬态响应。在2A负载下,压差为300mV。

线性稳压器(相对于开关类型)通常是产生低于3.3V的电源电压的最佳选择。在低输出电压和中等负载电流下,线性型更便宜,所需空间更少,但保持合理的效率。电路图1,例如,效率高于87%。


图1所示 这些线性稳压器在2.9V时产生2A,要么借助5V总线(a),要么单独从3.3V (b)产生。

可用的“低压降”线性稳压器的压降电压可能不够低,无法满足所需的负载电流。因此,图1电路采用低阈值p沟道mosfet,在2A时仅下降300mV。如果可以,5V总线应该为运放和2.5V基准供电(图1a)。较高的轨电压通过使运算放大器能够更快地驱动MOSFET来改善瞬态响应。(新型处理器中的电源管理电路可以在几十纳秒内改变负载电流。)

10MHz运放允许共模输入从地到1.9V的正轨,所以3.3V的操作允许2.5V参考空间不足。在1.2V参考电压(图1b)下,3.3V电路在线路、负载、温度和电源电压瞬变的允许极值范围内提供±3%的初始输出精度和±5%的调节(对于测试夹具)。图1a电路测量的极值精度为±4%,初始精度为±2%。当电压为5%时,两个电路输出变化小于1mV变化,只有3mV的0A到2A负载变化(见图2对于1A到2A负载变化的影响)。


图2 图1电路的负载电流(A)的阶跃变化在1A到2A (b)和2A到1A (c)的情况下从10µs延伸到100ns。输出电压(顶部走线)的垂直分辨率为20mV/div,负载电流(底部走线)的垂直分辨率为1A/div。

如果电路要适应大于100ns的瞬态上升时间,布局是至关重要的。稳压器应靠近负载,V应在负荷时感应。运放和基准应该有一个单点接地,以防止地面反弹和噪声扰乱反馈回路。

由于任何瞬态的初始边缘都将被10µF输出电容吸收,因此这些组件(如所示的三洋OS-CON类型)必须具有非常低的ESR。为了尽量减少表面贴装电容器中引线电感的影响,您可以通过将输出电流直接通过电容器的金属化触点将引线长度减少到几乎为零。

一个相关的想法出现在1995年3月16日的EDN上。

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