高性能、低飽和線性穩(wěn)壓器的開(kāi)發(fā)
在整機(jī)設(shè)備不斷實(shí)現(xiàn)小型化和省電化的今天,功耗小的低漏失線性穩(wěn)壓器(LDO)正成為開(kāi)關(guān)電源用線性穩(wěn)壓器市場(chǎng)的主流。為了實(shí)現(xiàn)高性能和高速度,設(shè)備內(nèi)部采用的微型計(jì)算機(jī)或數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)工藝年年都在取得突飛猛進(jìn)的進(jìn)步和發(fā)展,與此同時(shí),這些微型計(jì)算機(jī)或數(shù)字信號(hào)處理器必不可少的電源電壓也越來(lái)越低。另外,不同制造工藝對(duì)應(yīng)的電壓各自存在差異,因此要求各種各樣的供電電壓。為解決這一問(wèn)題,各生產(chǎn)廠商開(kāi)始在開(kāi)關(guān)電源設(shè)定中間電壓,利用LDO穩(wěn)壓器提供LSI電源的新技術(shù)手段。另一方面,在電池設(shè)備中也使用大電流的LDO穩(wěn)壓器,力求最大限度地有效利用電池電壓。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/85343.htm先使用DC/DC轉(zhuǎn)換器從高輸入電源取得5V左右電壓,然后利用線性穩(wěn)壓器降壓成3.3~1.0V的電壓,這就是目前通常采用的電源架構(gòu)。這種穩(wěn)壓器被稱為次級(jí)線性穩(wěn)壓器,在需要這類電源架構(gòu)的設(shè)備附近以低輸入電壓供給更加穩(wěn)定的電源。ROHM開(kāi)發(fā)出的BD□□KA5系列產(chǎn)品就適合作為這種次級(jí)線性穩(wěn)壓器(圖1)。
次級(jí)穩(wěn)壓器則在力求更節(jié)省空間和更穩(wěn)定的同時(shí),不斷完善其為了適應(yīng)DSP等部件的狹窄輸入電壓范圍而必須的高精度化。BD□□KA5系列產(chǎn)品電流容量雖然只有500mA,但是輸出位相補(bǔ)償電容器能夠支持1μF的小型陶瓷電容器,節(jié)省了穩(wěn)壓器占用的空間。同時(shí),通過(guò)采用ROHM具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的修整技術(shù),將輸出電壓精度提高了±1%。另外,通過(guò)采用P溝道MOS晶體管作為驅(qū)動(dòng)輸出的晶體管,即使增加負(fù)荷電流,也能夠控制電路電流,有利于熱設(shè)計(jì)。電源輸入范圍是2.3V-5V,最適合3.3V、5V系列的電源輸入。此外,輸出電壓規(guī)格包括1.0V、1.2V、1.5V、1.8V、2.5V、3.3V、可調(diào)輸入型和低電壓輸出等等,產(chǎn)品能夠滿足各種不同需求。
另一方面,從電池直接獲取輸出電壓的標(biāo)準(zhǔn)型固定輸出及可調(diào)輸出仍然必不可少,其輸出電流峰值年年增加。ROHM的BA□□DD0系列就是具有2A電流容量的LDO(圖2)。該系列的在實(shí)現(xiàn)2A高輸出電流的同時(shí),將輸出電壓的精度提高了±1%,并實(shí)現(xiàn)了0.5V低壓差電壓。對(duì)應(yīng)輸入電壓的變動(dòng),避免了輸出電壓降低至低輸入電壓限度,保證了在低電壓狀態(tài)下的輸出啟動(dòng)。另外,引腳配置同行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的78系列以及ROHM以前的1A低飽和穩(wěn)壓器相兼容,便于置換。輸入電壓范圍很廣(3~25V),輸出電壓范圍也從1.5V、1.8V、2.5V、3.0V、3.3V、5.0V、9.0V、12V到16V不等。
整機(jī)設(shè)備為了降低不工作部分的功耗,在每個(gè)區(qū)域?qū)嵭星袛嚯娫吹碾娫垂芾怼D□□KA5系列及BA□□DD0系列的所有型號(hào)產(chǎn)品,都帶有根據(jù)外部邏輯中斷所有線路工作的關(guān)機(jī)開(kāi)關(guān)功能,待機(jī)時(shí)的電流消耗為0μA(典型值),有利于低功耗設(shè)計(jì)。
這兩個(gè)系列LDO穩(wěn)壓器產(chǎn)品都內(nèi)置有如下各種保護(hù)回路:
1.過(guò)電流保護(hù)回路。采用自動(dòng)回落型保護(hù)線路。如果過(guò)電流保護(hù)線路開(kāi)始工作,輸出電壓下降,則更加集中輸出電流,因此與下垂型保護(hù)線路相比,能夠?qū)⑻幱诙搪返犬惓顟B(tài)的芯片熱耗損控制在原來(lái)的1/3~1/5(見(jiàn)圖3)。
2.溫度保護(hù)回路。溫度保護(hù)線路在芯片溫度超過(guò)Tj=150℃時(shí)自動(dòng)停止輸出,防止因溫度過(guò)高而導(dǎo)致的芯片的損壞,從而達(dá)到保護(hù)芯片的目的。如果芯片溫度下降,則有磁滯幅寬來(lái)恢復(fù)輸出(圖4)。
3.過(guò)電壓保護(hù)回路。過(guò)電壓保護(hù)回路僅內(nèi)置在BA□□DD0系列產(chǎn)品中,如果在輸出中出現(xiàn)25V以上浪涌,則保護(hù)回路會(huì)啟動(dòng),提高芯片內(nèi)部元件的耐壓性能,即使輸入電壓超過(guò)50V,也能防止芯片的損壞(圖5)。
4.高靜電耐壓。輸出的靜電耐壓為人體放電模式,可以達(dá)到6KV以上,在任何環(huán)境里都具有較高的可靠性。
評(píng)論