极低压差线性稳压器在低VOUT应用中优于开关稳压器

代新一代计算系统都需要更高的功率、更低的工作电压和更多的电源电压。低于 1.8V 的 CPU 内核、逻辑和端接电压很常见。通常有三个或更多电源电压，其中高效率同步开关稳压器通常产生每个电压。这些系统对输入电压变化、输出负载电流变化、温度变化和输出负载阶跃响应具有严格的输出电压调节规范。这些要求要求需要精确的高速稳压器。在消耗 1A–10A 输出电流的应用中，VLDO™从低 V 工作电压的线性稳压器在与开关稳压器相比具有几个优点。与切换器解决方案相比，VLDO 占用的电路板空间更少，需要的元件更少，成本更低。当输入至输出电压差较低时，效率相当。图1显示了在多电源系统中取代开关稳压器的VLDO。

图1.VLDO取代了多输出电源中的开关稳压器。

LT3150 VLDO 集准确度、快速响应和高效率于一身

LT3150 控制器驱动一个外部 N 沟道 MOSFET 作为源极跟随器，以创建一个极其低压差、超快瞬态响应线性稳压器。场效应管 RDS（ON）设置压差性能，压差与输出负载电流成正比。LT3150 的精准修整基准在整个温度范围内提供了 ±0.6% 的初始准确度、±1% 的容差，并适应了低电压输出。瞬态响应性能围绕低成本、低 ESR、现成的陶瓷电容器进行了优化。根据各个电源的要求，输出去耦网络通常由多个并联的1μF–10μF陶瓷电容器组成。消除大容量输出电容器可显著降低成本。

LT3150 包括一个固定频率升压型稳压器，该稳压器可为外部 N 沟道 MOSFET 产生栅极驱动。内部补偿电流模式 PWM 架构与 1.4MHz 开关频率相结合，允许使用纤巧、低成本的电容器和电感器。LT3150 还集成了电流限制、用于电源排序的接通 / 关断控制以及利用几个外部组件实现的过压保护或热停机功能。

LT3150 特性

通过陶瓷输出电容器优化的快速瞬态响应

场效应管 RDS（ON）定义压差

在整个温度范围内具有 ±1% 的基准容差

带锁存功能的多功能LDO关断引脚

固定频率 1.4MHz 升压转换器产生 MOSFET 栅极驱动

电流模式PWM升压转换器使用纤巧型电容器和电感器

独立的升压转换器关断引脚允许 LDO V外电源排序

采用 16 引脚 SSOP 封装

1.8V至1.5V线性稳压器

图 2 示出了采用 LT1 和所有表面贴装组件的 8.1V 至 5.3150V 线性稳压器。该稳压器采用低成本、逻辑电平 Siliconix Si4 N 沟道 MOSFET 作为调整元件 Q4410，可提供高达 1A 的输出电流。升压转换器由L1、D1、R1–R2和C1组成，为Q6产生8.1V栅极驱动电源。该电路在4A时的压差典型值为65mV。由于输入至输出电压差低，该电路的效率为83.3%。图3显示了电路表现良好的瞬态响应。只有 22μF 的输出电容将 3.9A 负载阶跃限制在 50ns 上升/下降时间，输出中的峰值偏差仅为 ±55mV。R4、C2 和 C3 提供针对 Q1 和 C 量身定制的环路频率补偿外的特征。在最坏情况下，最大输入电源电压为 1.9V，最大负载电流为 4A，Si4410 的功耗为 1.6W。Q1的温升约为40°C。 除了正确的PCB布局所提供的气流或额外的散热器外，不需要额外的散热器。

图2.1.8V至1.5V、4A超低压差线性稳压器（65A时典型压差为4mV）。

图3.0.1A至4A输出负载阶跃的瞬态响应。

无 RSENSE 电流限制

图2所示电路在故障条件下不提供任何输出电流限制。在这种情况下，产生1.8V输入电源的DC/DC转换器是唯一的保护源，假设它提供电流限制。图4所示为需要进一步保护但又不想因检测电阻两端的损耗而影响压差的用户提供的解决方案。本电路利用LT3150 No R意义™电流限制方案，采用可编程定时器。用户通过 SHDN4 引脚上的 C2 设置超时周期，以限制在锁存 VLDO 控制器之前故障条件的持续时间。

图4.1.8V 至 1.5V、4A VLDO 线性稳压器，无电阻意义电流限制和开/关控制。

INEG引脚接地连接激活无RSENSE内部电路。故障情况（如输出短路）在SHDN2引脚启动定时器，因为内部电路检测到GATE引脚被驱动至正电源轨的1V（典型值）以内。在超时期间，C5 的储能器为 IPOS 引脚的内部电路供电。如果VIN处于电流限制且电压崩溃，则D2反向偏置。超过超时期限后，VOUT 将关断并闭锁。要恢复正常工作，请通过有源下拉或将电源复位至VIN2引脚的定时器电容，同时为定时器电容提供外部泄放路径。

请注意，此技术不会限制超时期间的 MOSFET 电流。只有输入电源和输入至输出阻抗限制输出电流。定时器周期设置为将Q1保持在SOA（安全工作区）内，并控制其温升。精明的工程师会认识到这种技术施加了两个限制;非常慢的输入电源斜坡和压差操作都会激活定时器。在1ms内施加8.50V输入电源可正确启动该电路。此外，SHDN1引脚上的逻辑信号提供开/关控制，并为LDO输出提供电源排序。例如，在1.8V电源稳定之前保持该引脚为低电平，消除了1.5V电源的输入电源启动斜坡考虑因素。

结论

在低至 3150.1V 的低输出电压应用中，基于 LT2 的解决方案是开关稳压器的一种节省成本和空间的替代方案。LT3150 结合了低输入电压操作、非常低的压差电压性能、精准调节和快速瞬态响应等优点。LT3150 可驱动各种 MOSFET 调整元件，从而简化了调整输出功率和压差性能。

审核编辑：郭婷