許多電子系統大部分時間都處于空閑狀態,等待某些事情發生。工業遠程監控系統和保活電路只是兩個例子。其中許多系統依賴于電池電源,因此高效電源對于延長電池壽命至關重要。靜態狀態下的效率特別重要,因為主動操作可能消耗毫安,而靜態操作僅消耗微安。小尺寸和反向輸出和輸入保護功能也是電源的理想特性。這是電源要求的苛刻組合,但有一種簡單的方法可以通過一個設備來滿足這些要求。
圖 1 示出了 LT3009 的典型應用,LT3 是一款 2μA 靜態電流低壓差線性穩壓器,采用纖巧型 2mm × 8mm DFN 和 70 引腳 SC3 封裝。其超低的5μA靜態電流得到了很好的控制——它不會像許多穩壓器那樣在壓差下過度上升。靜態電流在20mA I時小于輸出電流的<>%外,即使在輟學的情況下(圖2)。
圖1.新型 3μA 靜態電流低壓差穩壓器。
圖2.接地引腳電流與 I負荷.
LT3009 能夠采用 20.1V 至 6V 的輸入電源至 20.0V 至 6.19V 的輸出電壓提供高達 5mA 的電流。LT3009 上的壓差電壓僅為 280mV,同時可提供高達 20mA 的輸出電流。通過將SHDN引腳拉低,可以將其置于低功耗關斷狀態。在關斷狀態下,本已很低的靜態電流降低到內部晶體管的漏電流。該泄漏在室溫下通常為幾nA,在整個工作溫度范圍內保持在1μA以下。低靜態電流和纖巧的封裝尺寸不會導致 LT3009 的性能不佳。LT3009 具有業界領先的負載、電壓和溫度調節功能(參見圖 3、4 和圖 5)
圖4.線路調整率與溫度的關系
圖5.輸出電壓與溫度的關系
除了輸出電壓設置電阻外,唯一需要的外部元件是輸入和輸出旁路電容器。LT3009 中的內部頻率補償可穩定針對各種電容器的輸出。為了保持穩定性,至少需要1μF的輸出電容,幾乎可以使用任何類型的輸出電容。即使是具有低ESR的小型陶瓷電容器也可以使用,而無需其他穩壓器通常需要的額外串聯電阻。小封裝尺寸和小型陶瓷電容器的使用能力相結合,使得 LT3009 幾乎適合任何地方。
LT3009 具有許多保護功能,以保護自身和敏感的負載電路。如果輸入電壓反轉(例如,由于電池向后插入或線路故障),來自IN引腳的電流受到100k電阻的限制,并且在負載上看不到負電壓。使用 LT3009 時,無需外部保護二極管。利用從輸出到輸入的反向電壓,LT3009 就像它有一個 500k 限幅電阻器與兩個從輸出到輸入的二極管串聯以限制反向電流。對于穩壓器負載返回到負電源的雙電源應用,可將 OUT 和 ADJ 引腳拉至地電位以下(通過高達 20V 的輸入至輸出差分),同時仍允許器件啟動和工作。LT3009 還包括線性穩壓器的標準保護功能,例如電流和熱限制。
遠程監控的理想解決方案
LT3009 為遠程監視應用提供了一種最佳解決方案。其中許多應用的占空比非常短,它們大部分時間處于關斷狀態,短暫醒來進行測量和通信,然后立即返回關斷狀態。除了敏感模擬電路所需的典型電源調節要求(嚴格的電源調節、安靜電源、負載保護等)外,主要電源要求是低靜態功耗。憑借其 3μA 靜態電流、業界領先的電源調節能力和多種保護功能,LT3009 可滿足要求。
公用事業儀表中經常使用的典型遠程監控應用是“最后喘息”電路,如圖6所示。在本應用中,由線路電源供電的12V至15V電源通過二極管和限流電阻為大電容(SuperCap)充電。超級電容器上存儲的電壓為 LT3009 提供輸入電壓。LT3009 為模擬故障檢測電路提供了一個安靜、穩壓良好的 5V 電源,以及一個用于向遠程監控中心發送求救信號的數字通信模塊。故障檢測電路通常每 15 分鐘檢測周期僅激活幾百毫秒。在發生線路故障時,LT3009 的超低靜態電流使 SuperCap 能夠在多個檢測周期內為故障檢測和通信電路提供足夠的功率。
圖6.典型的最后喘息電路。
LT3 的 3009μA 靜態電流減小了 SuperCap 所需的尺寸和成本,同時延長了線路故障后檢測和通信電路的使用壽命。此外,憑借其在整個負載線路和溫度范圍內 ±2% 的輸出調節,LT3009 可作為故障檢測電路的高準確度電壓基準執行雙重工作。
保活電源的絕佳選擇
開關電源從高壓軌提供可靠的本地低壓/高電流電源,但開關電源對于通常僅運行幾毫安電流的低功耗保活電路來說過于復雜。在工業、監控、安全系統、煙霧探測器和其他始終在線的電路中有許多這樣的低電流應用。對于其中的許多應用,LT3009 提供了一種相對簡單且成本低廉的解決方案。
一個典型的保持活動狀態應用程序如圖 7 所示。一個 12V 電源軌為保活電路供電,用于監控或其他目的。低靜態電流對于減少電池消耗至關重要。當輸入發生故障時,備用電池可使輸出保持活動狀態。如果 12V 電源軌發生故障,備用電池將接管。LT3009 的內部保護功能可限制從輸出流回輸入端的電流,從而免除了增設保護二極管的需要。
圖7.典型的保活電源。
結論
LT3009 提供了超低靜態電流、一種停機模式以及寬輸入和輸出電壓范圍,采用纖巧的 2mm × 2mm DFN 和 SC70 封裝,而不會犧牲性能或可靠性。包括小型陶瓷在內的各種輸出電容器可提供穩定的輸出。LT3009 中的內部保護電路免除了增設外部保護二極管的需要,從而進一步節省了空間并降低了成本。競爭器件無法與 LT3009 在超低靜態電流穩壓器領域提供的性能和優勢相媲美。
審核編輯:郭婷
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