運算放大器和p溝道MOSFET構成低壓差高電流線性穩壓器,對負載階躍具有出色的瞬態響應。壓差在 2A 負載時為 300mV。
線性穩壓器(相對于開關類型)通常是產生低于3.3V的電源電壓的最佳選擇。在低輸出電壓和中等負載電流下,線性類型成本更低,需要的空間更少,但保持合理的效率。例如,圖1所示電路的效率高于87%。
圖1.這些線性穩壓器在 2.9V 時可借助 5V 總線 (a) 或單獨從 3.3V (b) 產生 2A 電流。
可用的“低壓差”線性穩壓器的壓差可能不足以滿足所需的負載電流。因此,圖1電路采用低閾值p溝道MOSFET,在2A時僅降300mV。如果可用,應由 5V 總線為運算放大器和 2.5V 基準供電(圖 1a)。較高的電源軌電壓使運算放大器能夠更快地驅動MOSFET,從而改善瞬態響應。(較新的處理器中的電源管理電路可以在數十納秒內改變負載電流。
10MHz運算放大器允許從地到正電源軌的1.9V以內的共模輸入,因此3.3V工作電壓為2.5V基準提供了足夠的空間。采用1.2V基準(圖1b),3.3V電路在線路、負載、溫度和電源電壓瞬變的允許極端范圍內提供±3%的初始輸出精度和±5%的調節(對于測試的夾具)。圖1a電路在極端情況下測得±4%,在初始精度下測得±2%。當5%V IN變化時,兩個電路輸出的變化均小于1mV,對于0A至2A負載變化時,電路輸出的變化僅為3mV(有關1A至2A負載變化的影響,請參見圖2)。
圖2.對于1A至2A情況(b)和2A至1A情況(c),數字1電路的負載電流(a)的階躍變化為每格10μs至100ns。輸出電壓(頂部走線)的垂直分辨率為 20mV/div,負載電流(底部走線)的垂直分辨率為 1A/div。
如果電路要適應快于100ns的瞬態上升時間,則布局至關重要。穩壓器應靠近負載,VOUT應在負載處檢測。運算放大器和基準電壓源應具有單點接地,以防止接地反彈和噪聲擾亂反饋環路。
由于任何瞬態的初始邊沿都會被10μF輸出電容吸收,因此這些元件(如所示的Sanyo OS-CON類型)必須具有非常低的ESR。為了最大限度地降低表面貼裝電容器中引線電感的影響,您可以通過將輸出電流直接穿過電容器的金屬化觸點,將引線長度幾乎減小到零。
審核編輯:郭婷
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