通过主动输出放电功能来保护敏感和昂贵的负载

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  背景信息

  线性稳压器普遍用于很多现代电子系统中。尽管低压差

  ? 快速瞬态响应时间

  ? 在很宽的输入 / 输出电压范围内工作

  ? 能够提供很大的输出电流

  ? 低输出噪声

  ? 以非常低的压差运行

  ? 出色的热性能

  ? 在很宽的频率范围内有高的 PSRR

  ? 主动输出放电的电路具完整的双重作用 ─ SHDN 或 VIN 被拉低时都有效

  幸运的是,凌力尔特公司*近推出了具主动输出放电功能的 500mA LT3066 低压差线性稳压器,该器件具备上述所有必要的属性。有些应用要求,关断时输出状态是已知的,LT3066 的设计满足这种要求。其输出始终按照预期快速放电,而不论负载处于什么状态。

  LT3066 是一款高压、低噪声、低压差电压线性稳压器,提供精准、可编程的电流限制,主动放电,一个电源良好标记,以及更好的电源抑制比 (PSRR)。该器件提供高达 500mA 输出电流,满负载时压差电压为 300mV。LT3066 包含一个内部高压 NMOS 下拉电路,以在 SHDN 引脚被拉低或输入电压被断开时给输出电压放电。对于启动和停机时需要电源调节的应用 (例如: **成像传感器或微控制器),这种快速主动输出放电功能有助于保护负载。

  LT3066 具很宽的 1.8V 至 45V 输入电压范围,输出电压在 0.6V 至 19V 范围内可调。单个 REF/BYP 引脚电容器提供软启动功能,使该器件能够在 10Hz 至 100kHz 带宽内以仅为 25μVRMS 的低噪声运行。输出电压容限随电压、负载和温度变化为高度准确的 ±2%。另一个 INFILT 引脚电容器在 20kHz 至 1MHz 频率范围内,将 PSRR 改进 15dB 至 30dB,而在 1MHz 时 PSRR 达到了 60dB。

  LT3066 采用小型、低成本、*低 3.3μF 的陶瓷输出电容器工作。该器件的 PWRGD 标记指示输出处于稳定状态。LT3066 用一个电阻器**设定外部电流限制 (在整个温度范围内为 ±10%)。此外,LT3066 的内部保护电路包括电池反向保护、电流反向保护、折返电流限制和过热限制。主动放电电路提供**工作区 (SOA) 折返功能,以保护下拉 NMOS,使 OUT 电压高于 6V,并提供范围很宽的 OUT 引脚***大额定值:-1V 至 +20V。如图 1 所示,该器件具很宽的输入和输出电压范围、快速瞬态响应以及 64μA (工作时) 和 <3μA (停机时) 的低静态电流,因此成为工业电源、航空电子系统电源、汽车电源、需要*佳运行时间的电池供电型系统及仪器、以及需要提供广泛保护的高可靠性电源之出色选择。

  

  LT3065 有一个 10mA 负载,LT3066 仅由设定输出电压 (本例中为 10μA) 的电阻器分压器加载。即使给 LT3066 的输出加上了很轻的负载,由于该器件提供主动输出放电功能,所以输出电压也会快速放电。相比之下,LT3065 的输出电容器仅由连至其上的 10mA 负载放电,放电速度慢得多。

  就高于 7V 左右的输出电压而言,LT3066 实施主动输出放电折返,因此,用来主动输出放电的晶体管之驱动降低了,这可限制该器件消耗的功率。由于产生了折返,所以在示波器显示屏上看到,LT3066 的 12V 波形从 12V 到 7V 的放电速度不那么快。在输出电压很高和使用大型电容器时,或者万一发生故障,使输出短路至很高的电压时,这样的放电速度可以保护 LT3066 免于损坏。

  具备主动输出放电功能的器件之主要优势是,器件关断时,输出处于设定的已知状态。输出始终按照预期快速放电,而无论负载处于什么状态。对停机时要求精准电源排序的应用而言,这种特性很重要。

  PSRR 性能的改进

  与 LT306x 系列中的其他器件相比,LT3066 通过 INFILT 引脚提高了 PSRR 性能。INFILT 引脚是一个单独的输入引脚,为误差放大器和基准供电。这个引脚通过内部 140? 电阻器连至 IN 引脚。在 INFILT 引脚和地之间连入一个去耦电容器,就形成了一个 RC 滤波器,以降低误差放大器和基准的输入电源纹波。在 INFILT 引脚上连接一个 0.47μF 去耦电容器,可在高于 10kHz 的频率上使 PSRR 改进多达 30dB。如果不需要输入滤波,那么就将 INFILT 引脚连至 IN 引脚。图 3 显示了与 LT3065 相比,LT3066 PSRR 性能的改进。

  

  RIPPLE REJECTION:纹波抑制

  FREQUENCY:频率

  完整的 LT306x 系列

  不是所有应用都需要主动输出放电以保护敏感负载,也不是所有应用都要求输出电流高达 500mA。因此,凌力尔特还开发了 LT306x 系列的另外 5 款器件,以提供一种富有吸引力的产品组合,这个系列的器件具备以下特点:高输入和输出电压、低压差电压、低输出电压噪声性能、广泛的保护功能、快速响应以及很宽的 100mA 至 500mA 输出电流。其中有的器件具备主动输出放电功能,有的器件则没有这种功能。以下表 1 突出显示了 LT306x 系列中各款器件之间的不同。

  结论

  新的电路设计方法和改进的芯片制造工艺丰富了基于 PNP 通路晶体管 LDO 的性能特点。凌力尔特等供应商提供的这类 LDO 具备可靠的保护功能、很宽的输入和输出电压范围、低输出噪声和快速响应,能够用单个电压源以低压差运行。新的 LT306x 系列有 6 款器件,输出电流范围为 100mA 至 500mA,其中 3 款器件还提供新的完整双重作用主动输出放电功能,这种功能非常适合用在图像传感器和高可靠性系统中,以保护敏感、昂贵的负载,同时实现精准的电源排序。

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