1.5A、負穩壓器擴充了電流基準線性穩壓器系列

作者：Dawson Huang，凌力爾特公司 （現隸屬 ADI 公司），電源管理產品應用工程師
　　于 2007 年推出的 LT3080 代表了一種新的線性穩壓器架構，其具有一個作為基準的電流源和一個用于輸出放大器的電壓跟隨器。這種新型架構擁有諸多優點，包括可容易地通過穩壓器的并聯以提供更大的輸出電流，和在低至零輸出電壓的情況下工作。由于輸出放大器始終以單位增益運作，并未采用一個電阻設定分壓器，因此輸出電壓范圍內的帶寬和絕對調整率是恒定的。瞬態響應與輸出電壓無關，而且調整率可用毫伏來規定，而不是輸出的一個百分比。
　　表 1 概述了采用這種架構的器件系列。LT3091 是這個系列中最新增加的器件，這是一款 1.5A 低壓差負輸出線性穩壓器，具可調電流限制和電流監視器。LT3091 與這個系列的另一款負輸出線性穩壓器 LT3090 類似，但是額定電流比 LT3090 大超過一倍。
　　LT3091 在需要低噪聲或精確輸出的大電流、負電壓應用中很有用。該器件具快速瞬態響應、高 PSRR 和低輸出噪聲。低壓差有助于該器件在支持高達 1.5A 負載時避免過熱。內置保護措施包括輸出反向保護、內部折返電流限制和具遲滯的過熱停機。這種通用負輸出穩壓器架構可在輸出低至零伏時運行，并可作為負輸出浮置穩壓器使用。
　　
　　表 1：采用電流基準架構的部分凌力爾特穩壓器
　　工作原理
　　在地和 SET 引腳之間連接單個電阻器 RSET，這個電阻器驅動 ?50μA 精確電流源，負輸出電壓由這個電流源設定。內部跟隨器放大器強制輸出電壓與 SET 引腳的負電壓匹配。在這種架構中，所有內部工作電流都從輸出引腳流入。僅需要 20μA 負載電流來保持所有輸出電壓穩定。圖 1 顯示了 LT3091 的基本連接。該器件提供 1.5A 輸出電流，輸出電壓可調節至零伏，提供正和負輸出電流監視器。當輸出電壓低于輸入電壓低時，LT3091 還提供反向保護。
　　
　　圖 1：具電流限制及電流監視器的 1.5A 負輸出線性穩壓器
　　通過在 ILIM 和 IN 引腳之間連接一個外部電阻器 RLIM，電流限制可降至低于 1.5A，如圖 1 所示。這種功能可有效保護負載，并限制該 IC 的溫度。
　　通過為 IMONN 引腳提供 3.3V 電壓，IMONP 引腳可提供等于輸出電流 1/4000 的電流。通過將電阻器 RMON 連接至地并與該電流源串聯，然后讀取該電阻器上的電壓，可測量該電流源的電流。通過將 IMONP 引腳連接至 VIN，IMONN 可引腳吸收等于輸出電流 1/2000 的電流。采用這種方式，正或負輸出電流都可以用最少的組件加以監視，而無需額外的檢測電阻器或放大器。
　　并聯器件以增大電流
　　對于 LT3091 這種以電流源為基準的新型穩壓器而言，多個器件并聯非常容易。器件并聯對于增大輸出電流或分散熱量很有用。既然 LT3091 設定為電壓跟隨器，那么將所有 SET 引腳連接到一起，可保持所有輸出為相同的電壓。如果所有輸出保持相同的電壓，那么僅需要幾毫歐姆的鎮流器 ROUT1，2，就可使這些器件均流。
　　圖 2 顯示了兩個 LT3091 并聯以獲得 3A 輸出電流的電路原理圖。設定電阻器 RSET 現在流過的設定電流增大了一倍，因此輸出為 ?100μA 乘以 RSET。10mΩ 輸出電阻器 R OUT1，2 確保在滿標度電流時起到鎮流作用。為了獲得更大電流而并聯器件時，對可并聯器件的數量沒有限制。