关于1V输入得到0.8V输出分析和介绍

有一位还在上大学的网友想做一个项目，其目标是从0.5V~1.3V的输入范围得到一个0.8V的输出，还指明要用LDO来实现，输出误差范围和电源纹波抑制比（PSRR）的指标也被列了出来，电源最重要的电流输出能力指标却没有给出。很显然，这是一个无法完成的任务。为什么呢？因为LDO是低压差线性稳压器的代称，它只能降压，不能升压，所以不可能用它从0.5V~1.3V的电压输入得到稳定的0.8V输出。

要想从0.5V~1.3V的输入得到稳定的0.8V输出，最合适的做法是采用Buck-Boost架构来完成，但很可惜，今日之立锜并没有能在0.5V电压下工作的器件可供使用，所以，这就变成了一个不能完成的任务。

这位网友是很通情达理的，在了解了我们的状况后，把他的输入条件改成了1V，输出仍然维持为0.8V，这样一来，合理的做法就可以提供了。

对于线性稳压来说，只要输入电压高于输出电压，基本上就是一定能够实现的，由输入到输出之间的压差、负载电流和调整元件的内阻导致的发热、最小压差限制等问题其实都是能够处理的，解决问题的办法总是能够被找到。

要得到0.8V的输出电压，最简单的做法是寻找固定输出电压的器件，同时，需要找出来的器件能在1V输入下工作，但可惜，这样的现成器件是没有的，因为立锜现有的固定输出电压的LDO产品并没有0.8V这一规格。所以，我们需要在输出电压可调、参考电压低于或等于0.8V并且使用外加驱动电压的器件中去寻找合适的方案。

输出电压可调的器件都会有一个参考电压作为误差放大器的参考输入，一旦参考电压确定了，它的最低输出电压也就确定了。如果想得到比参考电压更低的输出电压，你就必须在电路的反馈回路上做文章，先将反馈信号放大以后再送入调节器件的反馈输入端，这样才能得到你想要的输出电压。

有些调节器件是采用外部输入的电压信号作为内部电路的参考电压的，如果选择这样的器件，实际上就可以得到外部可调的输出电压，像RT2568这样的DDR总线终端电压调节器就是这样的产品：

作为DDR总线的终端电压调节器，其输出电压总是被要求处于DDR存储器的电源电压的1/2处，所以RT2568的参考电压输入端REFIN是采用电阻分压器从VIN上取得参考电压，其输出部分则根据DDR总线的要求具有供给（吐）电流和吸收（纳）电流的特性，这样就可确保其输出电压总是跟随VIN而变化，与DDR存储器的运作状态无关。以这种方式工作的DDR存储器总线电压调节器，立锜的RT9173可是开风气之先的产品，它在十几年前第一次出现在市场上，驰骋江湖若干年，为PC市场立下汗马功劳。有江湖传言，立锜之所以能上市，就是靠这一颗产品的，只是这些传言者在这个时候是忽略了立锜的全系统方案供给能力的，我想这大概是因为单一的原因似乎更显得神奇吧。

RT2568的REFIN的输入电压范围是0.5V~1.8V：

这也就意味着它可以输出的最低电压达到0.5V，最高电压达到1.8V，完全符合0.8V输出电压的要求。

但是，RT2568仍然不是我们需要的东西。为什么呢？因为它的最低输入电压规格是1.1V，我们可以在规格书的推荐工作条件部分看到这一规格：

这样一来，RT2568就被排除在了可选项之外，而且它的同类产品也不再被纳入考虑范围，因为它们既然是针对同类型应用的，如果没有特别状况，其参数规格的设定常常会很类似，不值得在上面继续浪费时间。

在进行上述思考的过程中，实际上有另外一条思考线在同时运作，那就是稳压器的驱动问题。

为了实现1V转0.8V，调整元件应该使用MOSFET来实现，这样才可将压差控制在0.2V以内，而其成本付出又是比较合理的。MOSFET分为两种类型：n-MOSFET和p-MOSFET，无论是哪一种，要使其运作在线性调节区才可能表现出线性调整的特性，从而可以通过调整其状态得到稳定的输出电压，这就需要使用高于或是低于其源极的栅极电压，其间的电压差值需要大于1V才能做到。所以，我们是不可能从输入的1V电压得到可以直接驱动调整管的电压的。以上面提到的RT2568为例，上图就给出了它的辅助控制电压的输入范围：VCNTL=2.9V~5.5V。所以，我们需要借助一个Boost转换器来解决此问题，其电路如下图所示：

RT9266是一个非常经典的器件，由于该器件的成功，它一直被模仿，但从未被超越，没有一家模仿者的产品在性能上达到了它的水平，我对此的看法是模仿者总是存有某种欠缺的，否则他就不再是模仿者了。在锂离子电池大行其道的今天，RT9266的市场机会比过去少了很多，但用在我们这里却是很合适。它在3.3V 输出、1mA负载情况下的启动电压大约在0.98V左右，但若是空载，输入电压低达0.8V以下也可启动。Boost电路一旦启动了，其供电端电源得到保证，即使输入电压跌到很低，工作也能正常进行，只是其负载能力会受到限制而已。所以，我们可以用它在这里为RT2568提供3.3V的辅助电压，线性稳压器的驱动问题就了得到解决。我们完全不必担心RT9266的驱动能力问题，线性稳压器的驱动电路的消耗是很低的，通常是在几十微安的级别，而RT9266在1V输入3.3V输出的情况下提供100mA的负载能力只是一个小case，一点都不足为虑。实际上，我曾用RT9266在1V输入的情况下得到过12V65mA的稳定输出，如果再加改善，或许还可以更高。

再回到我们的思考主线上来。既然RT2568需要1.1V以上的输出电压才能工作，我们是否要把1V的输入提升以后再供给它呢？不用，那样一来电路就复杂了，效率也变差了，我们还有别的法宝可供选择，它是RT9174。

我的视角快速地变换到RT9174上，是因为我看到不应将1V的电压接到别的电路上，而是需要直接加到调整管的输入端上，避免别的电路对电压提出要求，因而我们的问题就变成了需要寻找到一个能直接驱动MOSFET的电路，于是它就自动呈现了出来：

这是RT9174的规格书里示范的电路之一种，它提供了三组输出，如果有需要，也可以使用NPN型晶体管替代上图中的MOSFET。我们 要完成的电路远没有这么复杂，因为我们只需要一组输出，所以只要将Q3的3.3V输入改为1V，将VO3直接和FB3相连（RT9174的参考电压恰好为0.8V，R6/R7自然不再需要），将Q2/Q3周边的电路统统删除，再将5、6脚和2、3脚分别短路（让多余的电路有一个稳定状态），用RT9266从1V得到一个5V的电压接入1脚（RT9174需要一个合适的稳定工作电压），再根据最后的需要选择一下合适的外围元件型号，整个电路图就设计完成了。