需要3.3V电源的新一代高密度数字设备给电源设计人员带来了一些独特的限制。在几乎所有的情况下，使用这些设备的计算机已经有一个5V的系统电源。从现有的5V轨道中获得3.3V电源，可以通过简单的卡上解决方案进行系统升级。在许多情况下，5V轨道是唯一可用的电源，强制采用这种方法。要做的第一个决定是使用开关稳压器还是线性稳压器?当输入电压和输出电压之间存在较大差异时，开关具有明显的效率优势，但当输入电压接近输出电压时，这种优势会减弱。

简单的计算表明，在这种应用中切换器的效率稍好一些。假设标称输入电压为5.0V，输出电压为3.3V，线性稳压器(LT1083型图1A)的效率与输出电流无关，简单地说就是3.3V/5.0V = 66%。对于切换器(图1B)，效率更难计算。由于只有5V可用，必须使用PNP开关，由于其栅极驱动要求，MOSFET不实用。平均电感电流将等于负载电流。占空比由:

Dc = (v (out) + v (d))/(v (in) - v (sat) - v (d))

V   = 3.3 V, V   = 5.0 V, V(坐)= (CE) sat. Q (S),
V(D) = D1的正向电压。

假设在强制Beta值为10时，Q(S)的V(CE) sat为0.6V, D1的正向电压为0.6V，(使用肖特基二极管;硅二极管在额定电流下接近1V)，公式表明占空比为80%。重要的功率损耗如下所示。

开关饱和电压(0.6V)(1.0A)(80%) = 0.48W
开关基极电流(5.0V)(0.1A)(80%) = 0.40W
二极管正向电压(0.6V)(1.0A)(20%) = 0.12W
电感电压(0.1V)(1.0A)(100%) = 0.10W
开关瞬态≈0.10W
R(SENSE)电压(0.1V)(1.0A)(80%) = 0.08W
pwm电路(5.0V)(0.02A)(100%) = 0.10W

1.38 w

效率为出电/入电= 3.3W/(1.38W + 3.3W)≈70%。这表明切换器可以更有效率，但幅度很小(4%)。其他考虑因素，如噪声滤波，进一步降低了开关的效率。此外，电路设计变得复杂。例如，在Q(S)的发射极引线中的短路感应可能需要产生另一个大于5V的电源来为感应放大器供电。此外，需要某种形式的自适应基础驱动来保持轻负载时的效率。当开关的小效率增益与线性稳压器的优点(优越的瞬态响应，低噪声和易于设计)相平衡时，线性稳压器显然是这种应用中的最佳选择。

监管机构设计

图1A显示了利用LT1083可调低差稳压器的基本线性稳压器电路。这些器件在其工作电流范围内的几个点上指定了压降电压，是这种应用的理想选择。大多数系统中5V导轨的标称公差为±5% (4.75V至5.25V)。如果稳压器降压处于其规格的上限(LT1083系列的最大电流和温度为1.5V)，当5V导轨处于其规格的低端(4.75V)时，它仍然能够为存储设备提供3.25V。这完全在允许的数字电源电压范围3.3V±10% (3.0V-3.6V)内。

LT1083家族在辍学率中的行为是良性的。一旦设备进入dropout，输出只是跟随输入。在PNP型稳压器中，在退出过程中没有静态电流的增加。图1A所示的基本稳压电路可提供高达7.5A的电流。该装置具有与大电流电源相关的所有正常保护功能，例如热和短路保护。

当电流大于7.5A时，几个LT1087并联使用(图2)。LT1087是LT1083家族的最新成员。该器件是LT1084的一个版本，具有两个额外的检测引脚，并提供5引脚TO-220封装。当连接在一起的感觉引脚是用来开尔文感测输出电压。当单独使用时，它们形成差分放大器的输入，其输出改变器件的1.2V参考电压。

在图2中，主LT1087的感测引脚被绑在一起并连接到a点。该器件使用开尔文感测特性感测和控制输出电压。R3和C1对反馈到检测引脚的电压进行滤波。在低频时，主LT1087的输出引脚电压被内部环路强制为正，以保持A点在所需的3.3V值。根据图2中的公式，该电压由R2/R1的比值设定。R(M)上的电压与负载电流成正比。

从属单元的操作方式不同。该设备感知R(M)上的电压，并调整R(S)上的电压相等，有效地迫使该设备输出与主单元相等的电流。从感测引脚到输出端的差分增益较低(11)，因此为了使器件平均共享电流，需要对R(M)和R(S)进行缩放R(M)/R(S) = 1.0/0.9。R4和C2过滤反馈到从属单元。整个电路的最小负载电流为每台设备10mA。R1和R2可按比例缩放，以保证满足最小负载电流规格，并最大限度地减少由于调节引脚电流(每个器件50μA)引起的输出电压误差。10μF的输出电容是保证稳定性所需的最小值。较大的输出电容将改善瞬态响应。选择R(M)和R(S)，使它们在满载电流(每个设备5A)下的压降为40mV。这个值选得足够大，以确保适当的电流共享，而不会显著降低降压。如图2所示，R(M)和R(S)将在7毫欧-8毫欧范围内。这些值足够小，可以由短长度的电线或精心布置的PC走线制成。这些电阻的绝对值并不重要，但应保持R(M):R(S)的比值。

如图所示的电路将输出10A。可以通过复制从属单元并适当调整R1和R2的大小以使每个设备吸收额外的10mA，从而以5A的增量增加此功能。C(OUT)的值可能需要向上调整以保持最佳的瞬态响应。

使用多达5个单元的电路已经测试过，但是除了空间限制外，对从属单元的数量没有限制。这些稳压器提供了一个简单的解决方案，为3.3V数字设备供电，几乎没有效率妥协。低成本、节省空间和简单的设计使它们对这种应用具有吸引力。