线性稳压器的电源跟踪

LTC2923 提供了对开关电源的上电和关断行为的简单而通用的控制。它允许多个电源跟踪主电源的电压，因此它们的相对电压符合现代数字半导体（如DSP、微处理器、FPGA和ASIC）上电的严格规范。LTC2923 专为与开关电源配合使用而设计，但它很容易适应线性稳压器，包括流行的低压差 （LDO） 类型。这里总结了利用LTC<>控制线性稳压器的几种技术。

单片稳压器

表 1 列出了已使用 LTC2923 测试的三种常用单片式线性稳压器。将这三种电源跟踪用于线性稳压器单片式 LDO 和 LTC2923 通常非常简单：

LTC®3020 是一款 100mA 低压差稳压器 （LDO），其采用 1V 至 10V 的输入电源电压运作。由于其 ADJ 引脚的行为类似于大多数魔术稳压器上的反馈引脚，因此使用 LTC3020 跟踪 LTC2923 的输出非常简单。与 LTC2923 一起使用时，LTC3020 数据手册中显示的标准电路和设计程序无需修改（图 1 和图 2）。

LTC®3025 是一款 300mA 单片式 CMOS LDO，可在 0.9V 至 5.5V 之间调节输入电源，而一个介于 2.5V 至 5.5V 之间的偏置电源则为该器件供电。与 LT3020 类似，LTC3025 的 ADJ 引脚在操作上与普通开关稳压器相同。因此，LTC3025 与 LTC2923 相结合，为小于 300mA 的负载提供了一种简单的电源跟踪解决方案（图 1 和图 2）。

LTC®1844 CMOS LDO 可在 150.1V 至 6.6V 的输入电源电压范围内驱动高达 5mA 的负载。当与 LTC2923 配合使用时，应包括一个前馈电容器，如 LTC1844 数据手册的“可调操作”部分所述。否则，无需特殊考虑。

 

调节器	我输出（最大）（五）	V在（分钟）（五）	V在（最大）（五）	V辍学（五）
LT3020	100毫安	0.9	10	0.15
LTC1844	150毫安	1.6	6.5	0.11
LTC3025	300毫安	0.9	5.5	0.045

 

图1.一个 LTC2923 使 LT3020 和 LTC3025 的输出在上电和断电期间跟踪。

图2.LT3020 和 LTC3025 低压差线性稳压器的输出同时斜坡上升和下降。（图1中的电路输出）。

LTC1761 系列单片式、双极性稳压器

表 2 示出了 LTC1761 系列单片式、双极性低压差稳压器。这些稳压器涵盖广泛的负载电流范围，并提供出色的瞬态响应和低噪声，使其成为负载小于 3A 的应用的热门选择。

 

Regulator	IOUT(MAX)(V)	VIN(MIN)(V)	VIN(MAX)(V)	VDROPOUT(V)
LT1761	100毫安	1.8	20	0.30
LT1762	150毫安	1.8	20	0.30
LT1962	300毫安	1.8	20	0.27
LT1763	500毫安	1.8	20	0.30
LT1963A	1.5安培	2.1	20	0.34
LT1764A	3A	2.7	20	0.34

 

在这些稳压器中，当OUT引脚降至约1V以下时，ADJ引脚会吸收过多电流，这是LDO通常不会经历的工作区域。然而，当输出跟踪低于1V时，跟踪另一个电源的LDO进入该区域（图3）。如果不考虑这种过大电流，当LDO跟踪到1V以下时，其输出将略高于理想值。已经使用了三种技术来成功跟踪该LDO系列低于1V的输出。

图3.LT1761 / LT1962 / LT1762 / LT1763 / LT1963A / LT1764A 具有可调输出，除非按照本文所述进行修改，否则只能跟踪高于 1V 的电压。LDO的SHDN引脚在斜坡上升之前和斜坡下降之后处于活动状态。

如果不需要低压差，只需将两个二极管与 OUT 引脚串联（图 4）。在这种配置中，OUT引脚仍然比电路输出高两个二极管压降。因此，即使输出驱动在接近地电位时，LDO仍处于正常工作区域。由于反馈电阻连接到输出端，因此LDO调节电路输出端的电压，而不是LDO的OUT引脚。二极管电压随负载电流和温度而变化，因此请验证输出在最小二极管电压下是否足够低。同样，输入电压必须足够高，以便在二极管压降达到最大值时调节输出。该解决方案有效地将线性稳压器的压差提高了两个二极管压降。因此，以下解决方案可以更好地满足需要低压差的应用。

图4.与 OUT 引脚串联的二极管允许 LT1761 跟踪至 0V。

考虑在负载小于 1761mA 且需要一款低压差时使用 LT1962、LT1762、LT1763 或 LT500 稳压器。如果将 SENSE 引脚视为具有 1763.1V 反馈电压的 ADJ 引脚，则固定输出部件 （例如 LTC5A-1.5） 可用作可调 LDO（图 5）。与可调器件上的ADJ引脚不同，固定输出器件上的SENSE引脚吸收约10μA电流，与OUT引脚的电压无关。选择反馈电阻时，通过补偿上部电阻上出现的额外10μA电流，将输出误差降至最低。此外，还应使用小值电阻器，以最大限度地减小由于 0μA 至 20μA 数据手册限值引起的误差，同时避免过小的值，以致 LTC2923 的 1mA IFB 无法将输出驱动至地。为了满足这些约束，请确保两个反馈电阻的并联组合略大于1.5kΩ。对于大多数输出电压，这会将SENSE引脚电流引起的输出误差降低到约1%。

图5.固定输出 LT1763-1.5 能够跟踪至 0V 的电压，具有低压差，并且一个电阻分压器可用于用于大于 1.5V 的输出。

对于需要较高负载电流和低压差电压的应用，LT1963A 和 LT1764A 可能是合适的选择。这些器件的额定负载电流分别为 1.5A 和 3A。遗憾的是，这些固定输出器件上的SENSE引脚消耗约600μA电流。

要使用这些器件，请配置一个运算放大器，以缓冲从反馈电阻到1.5V固定输出版本的SENSE引脚的电压（图6）。如果运算放大器的电压增益配置为2，则1.5V稳压器与运算放大器组合时可用作可调输出稳压器，基准电压为0.75V。运算放大器的输入现在用作新稳压器的ADJ输入。此技术允许使用高电流 LT1963A / LT1764A，其中串联二极管的电压损耗是不可接受的。在 1761μA ADJ 引脚电流产生一个不可接受的输出电压误差的情况下，该器件还可针对 LT1962、LT1762、LT1763 和 LT10 工作。

图6.将一个运放与 LT1963-1.5 结合使用可提供较低的输出电压并消除由 SENSE 引脚电流引起的误差。

用于外部高电流通器件的驱动器

表 3 总结了 LT1575 和 LT3150 低压差稳压器的特性。这些器件驱动外部 N 沟道 MOSFET 调整器件，适用于高电流/高功率应用。另外，LTC3150 还包括一个升压型稳压器，用于为外部 FET 产生栅极驱动。

 

Regulator	IOUT(MAX)(V)	VIN(MIN)(V)	VIN(MAX)(V)	VDROPOUT(V)
LT3150	10安*	1.4	10	0.13
LT1575	*	不适用	22	*

 

LTC2923 可跟踪 LT1575 和 LT3150 的输出，而无需进行任何特殊修改。由于这些线性稳压器仅将FET的栅极拉低至约2.6V，因此低阈值FET可能不允许输出降至几百毫伏以下。这对于大多数应用程序都是可以接受的。

审核编辑：郭婷