代新一代計(jì)算系統(tǒng)都需要更高的功率、更低的工作電壓和更多的電源電壓。低于 1.8V 的 CPU 內(nèi)核、邏輯和端接電壓很常見(jiàn)。通常有三個(gè)或更多電源電壓，其中高效率同步開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器通常產(chǎn)生每個(gè)電壓。這些系統(tǒng)對(duì)輸入電壓變化、輸出負(fù)載電流變化、溫度變化和輸出負(fù)載階躍響應(yīng)具有嚴(yán)格的輸出電壓調(diào)節(jié)規(guī)范。這些要求要求需要精確的高速穩(wěn)壓器。在消耗 1A–10A 輸出電流的應(yīng)用中，VLDO?從低 V 工作電壓的線(xiàn)性穩(wěn)壓器在與開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器相比具有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。與切換器解決方案相比，VLDO 占用的電路板空間更少，需要的元件更少，成本更低。當(dāng)輸入至輸出電壓差較低時(shí)，效率相當(dāng)。圖1顯示了在多電源系統(tǒng)中取代開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的VLDO。

圖1.VLDO取代了多輸出電源中的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器。

LT3150 VLDO 集準(zhǔn)確度、快速響應(yīng)和高效率于一身

LT3150 控制器驅(qū)動(dòng)一個(gè)外部 N 溝道 MOSFET 作為源極跟隨器，以創(chuàng)建一個(gè)極其低壓差、超快瞬態(tài)響應(yīng)線(xiàn)性穩(wěn)壓器。場(chǎng)效應(yīng)管 RDS（ON）設(shè)置壓差性能，壓差與輸出負(fù)載電流成正比。LT3150 的精準(zhǔn)修整基準(zhǔn)在整個(gè)溫度范圍內(nèi)提供了 ±0.6% 的初始準(zhǔn)確度、±1% 的容差，并適應(yīng)了低電壓輸出。瞬態(tài)響應(yīng)性能?chē)@低成本、低 ESR、現(xiàn)成的陶瓷電容器進(jìn)行了優(yōu)化。根據(jù)各個(gè)電源的要求，輸出去耦網(wǎng)絡(luò)通常由多個(gè)并聯(lián)的1μF–10μF陶瓷電容器組成。消除大容量輸出電容器可顯著降低成本。

LT3150 包括一個(gè)固定頻率升壓型穩(wěn)壓器，該穩(wěn)壓器可為外部 N 溝道 MOSFET 產(chǎn)生柵極驅(qū)動(dòng)。內(nèi)部補(bǔ)償電流模式 PWM 架構(gòu)與 1.4MHz 開(kāi)關(guān)頻率相結(jié)合，允許使用纖巧、低成本的電容器和電感器。LT3150 還集成了電流限制、用于電源排序的接通 / 關(guān)斷控制以及利用幾個(gè)外部組件實(shí)現(xiàn)的過(guò)壓保護(hù)或熱停機(jī)功能。

LT3150 特性

通過(guò)陶瓷輸出電容器優(yōu)化的快速瞬態(tài)響應(yīng)

場(chǎng)效應(yīng)管 RDS（ON）定義壓差

在整個(gè)溫度范圍內(nèi)具有 ±1% 的基準(zhǔn)容差

帶鎖存功能的多功能LDO關(guān)斷引腳

固定頻率 1.4MHz 升壓轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生 MOSFET 柵極驅(qū)動(dòng)

電流模式PWM升壓轉(zhuǎn)換器使用纖巧型電容器和電感器

獨(dú)立的升壓轉(zhuǎn)換器關(guān)斷引腳允許 LDO V外電源排序

采用 16 引腳 SSOP 封裝

1.8V至1.5V線(xiàn)性穩(wěn)壓器

圖 2 示出了采用 LT1 和所有表面貼裝組件的 8.1V 至 5.3150V 線(xiàn)性穩(wěn)壓器。該穩(wěn)壓器采用低成本、邏輯電平 Siliconix Si4 N 溝道 MOSFET 作為調(diào)整元件 Q4410，可提供高達(dá) 1A 的輸出電流。升壓轉(zhuǎn)換器由L1、D1、R1–R2和C1組成，為Q6產(chǎn)生8.1V柵極驅(qū)動(dòng)電源。該電路在4A時(shí)的壓差典型值為65mV。由于輸入至輸出電壓差低，該電路的效率為83.3%。圖3顯示了電路表現(xiàn)良好的瞬態(tài)響應(yīng)。只有 22μF 的輸出電容將 3.9A 負(fù)載階躍限制在 50ns 上升/下降時(shí)間，輸出中的峰值偏差僅為 ±55mV。R4、C2 和 C3 提供針對(duì) Q1 和 C 量身定制的環(huán)路頻率補(bǔ)償外的特征。在最壞情況下，最大輸入電源電壓為 1.9V，最大負(fù)載電流為 4A，Si4410 的功耗為 1.6W。Q1的溫升約為40°C。 除了正確的PCB布局所提供的氣流或額外的散熱器外，不需要額外的散熱器。

圖2.1.8V至1.5V、4A超低壓差線(xiàn)性穩(wěn)壓器（65A時(shí)典型壓差為4mV）。

圖3.0.1A至4A輸出負(fù)載階躍的瞬態(tài)響應(yīng)。

無(wú) RSENSE 電流限制

圖2所示電路在故障條件下不提供任何輸出電流限制。在這種情況下，產(chǎn)生1.8V輸入電源的DC/DC轉(zhuǎn)換器是唯一的保護(hù)源，假設(shè)它提供電流限制。圖4所示為需要進(jìn)一步保護(hù)但又不想因檢測(cè)電阻兩端的損耗而影響壓差的用戶(hù)提供的解決方案。本電路利用LT3150 No R意義?電流限制方案，采用可編程定時(shí)器。用戶(hù)通過(guò) SHDN4 引腳上的 C2 設(shè)置超時(shí)周期，以限制在鎖存 VLDO 控制器之前故障條件的持續(xù)時(shí)間。

圖4.1.8V 至 1.5V、4A VLDO 線(xiàn)性穩(wěn)壓器，無(wú)電阻意義電流限制和開(kāi)/關(guān)控制。

INEG引腳接地連接激活無(wú)RSENSE內(nèi)部電路。故障情況（如輸出短路）在SHDN2引腳啟動(dòng)定時(shí)器，因?yàn)閮?nèi)部電路檢測(cè)到GATE引腳被驅(qū)動(dòng)至正電源軌的1V（典型值）以?xún)?nèi)。在超時(shí)期間，C5 的儲(chǔ)能器為 IPOS 引腳的內(nèi)部電路供電。如果VIN處于電流限制且電壓崩潰，則D2反向偏置。超過(guò)超時(shí)期限后，VOUT 將關(guān)斷并閉鎖。要恢復(fù)正常工作，請(qǐng)通過(guò)有源下拉或?qū)?a target="_blank">電源復(fù)位至VIN2引腳的定時(shí)器電容，同時(shí)為定時(shí)器電容提供外部泄放路徑。

請(qǐng)注意，此技術(shù)不會(huì)限制超時(shí)期間的 MOSFET 電流。只有輸入電源和輸入至輸出阻抗限制輸出電流。定時(shí)器周期設(shè)置為將Q1保持在SOA（安全工作區(qū)）內(nèi)，并控制其溫升。精明的工程師會(huì)認(rèn)識(shí)到這種技術(shù)施加了兩個(gè)限制;非常慢的輸入電源斜坡和壓差操作都會(huì)激活定時(shí)器。在1ms內(nèi)施加8.50V輸入電源可正確啟動(dòng)該電路。此外，SHDN1引腳上的邏輯信號(hào)提供開(kāi)/關(guān)控制，并為L(zhǎng)DO輸出提供電源排序。例如，在1.8V電源穩(wěn)定之前保持該引腳為低電平，消除了1.5V電源的輸入電源啟動(dòng)斜坡考慮因素。

結(jié)論

在低至 3150.1V 的低輸出電壓應(yīng)用中，基于 LT2 的解決方案是開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的一種節(jié)省成本和空間的替代方案。LT3150 結(jié)合了低輸入電壓操作、非常低的壓差電壓性能、精準(zhǔn)調(diào)節(jié)和快速瞬態(tài)響應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)。LT3150 可驅(qū)動(dòng)各種 MOSFET 調(diào)整元件，從而簡(jiǎn)化了調(diào)整輸出功率和壓差性能。

審核編輯：郭婷