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一文解答从5V电源输出3.3V的技术解决方案

来源:analog 发布时间:2023-07-20

摘要: 使用3.3V电源的微处理器芯片组和逻辑系列在台式机和便携式计算机中都得到了认可。计算速率,在大多数情况下,这些电路消耗的能量显示出比5V技术有很大的改进。

使用3.3V电源的微处理器芯片组和逻辑系列在台式机和便携式计算机中都得到了认可。计算速率,在大多数情况下,这些电路消耗的能量显示出比5V技术有很大的改进。大多数系统的主电源仍然是5V,需要一个5V到3.3V的本地稳压器。

在较低(I(O)≤1A)电流下,线性稳压器是可行的解决方案,但它们必须具有较低的降压,以便在最坏情况下仅为4.5V的输入时保持稳压。图1显示了将最小输入4.5V转换为3.3V的电路,输出容差仅为3% (100mV)。LT1129-3.3可处理高达700mA的表面贴装配置,并包括16μA关机电流和50μA待机电流,用于系统休眠模式。与其他线性稳压器不同,LT1129-3.3结合了低差和低电压操作。小型输入和输出电容器便于紧凑的表面贴装设计。


图1所示 低降稳压器从5V逻辑电源提供3.3V。

对于LT1129-3.3,在全输出电流下,耗散量略低于1.5W。如果器件安装在至少2500mm(2)的地面或电源平面上,则5引线表面贴装DD封装无需散热器即可处理此问题。效率在62%左右。

在更高的电流水平下,线性稳压器的耗散变得令人望而却步,因为它们被高效率的开关稳压器所取代。一个2A, 5V至3.3V的开关稳压器如图2所示。该同步降压变换器采用LTC1148-3.3变换器实现。LTC1148采用突发模式 操作和连续,恒定的off-time控制来调节输出电压,并在广泛的输出长时间条件下保持高效率。效率作为输出电流的函数如图3所示。


图2 94%效率同步降压稳压器泵出2A在3.3V从5V逻辑电源。


图3 LTC1148-3.3:测量效率。

图2开关稳压器中使用的所有组件都是表面安装类型,包括电感器和分流电阻,它们传统上与通孔组装技术相关。

根据应用的不同,各种线性和开关稳压器电路可用于输出电流范围从150mA到20A。表1总结了线性调节器的选择。在某些情况下,例如在小型计算机和工作站中,相对于开关稳压器的电路复杂性和成本,更高的耗散可能是可以接受的折衷方案,因此采用>1A输入。散热器是必需的。

表1 线性稳压器5V至3.3V转换
负载电流设备特性
150毫安lt1121 - 3.3
关机,小电容器
700毫安lt1121 - 3.3
关机,小电容器
800毫安lt1121 - 3.3
说- 223
1.5LT1086
DD包
3A至7.5ALT1083
LT1084
LT1085
大电流,低静态电流在高负载
102 × lt1087平行,开尔文感应

表2总结了一些开关稳压器在5V至3.3V应用中的实际电流范围,以及它们的典型效率。

表2 开关稳压器为5V至3.3V转换
负载电流设备效率特性
200mA至400mA
ltc1174 - 3.3
90%内部p通道开关,1μA关断
0.5 a ~ 2A
ltc1147 - 3.3
92%8引脚SO,高效转换器
1A至5A
ltc1148 - 3.3
94%超高效率同步变换器
5A ~ 20A
LT1158
91%超高电流同步变换器

应用说明55中给出了一个5V到3.3V的转换器电路集合,涵盖了表1和表2中列出的整个电流范围。

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