【48812】一款可完成超低压差CMOS线性稳压器的规划的详细计划
发表时间: 2024-08-09 10:58:53 作者: 产品中心
跟着笔记本电脑、手机、PDA等移动电子设备的遍及,对应各种电池电源运用的集成电路的开发越来越活泼,高性能、低本钱、超小型封装产品正在加快构成商品化。LDO(低压差)型因为具有结构相对比较简单、本钱低价、低噪声、小尺度等特色,在便携式电子科技类产品中获得了广泛应用。
在便携式电子科技类产品中,电源功率越高意味着电池运用时间越长,而线性稳压器功率=输出电压×输出电流/输入电压×输入电流×100%,因而,输入与输出电压差越低、静态电流(输入电流与输出电流之差)就越低,线性稳压器的作业功率就越高。
本文规划的低压差线V或输出可调,满意当负载为1mA时,最小输入输出压差为0.4mV,当负载为300mA时,压差为120mV,电源电压作业范围为2.5~6V。
低压差线性稳压器的电路结构如图1所示,电路由调整管,带隙基准电压、差错扩大器、快速发动、过流约束、过热维护、毛病查验测验、及取样电阻网络等模块组成,并具有使能、输出可调等功能。调整管作为压差的负载器材,要满意本规划的要求,关于它的挑选需要点考虑:首要比较三极管和MOS管,因为三极管是流控器材,而MOS管是压控器材,比较而言MOS管结构的静态电流更低。其次,NMOS管作业时需一比输出电压高的驱动信号,而PMOS管则无此需求,特别在低输入电压时要发生一高的驱动电压变得较困难。因而,本文选用PMOS管作为调整管。
电路的作业原理是:在电路上电过程中,快速发动电路内有一个500μA的电流源的对CC端的旁路电容C充电,使电路尽快上电发动,差错运放的同相端经由取样电阻R1、R2对输出电压V0采样,再与Vref比较后输出扩大信号,操控调整PMOS管的栅极电压,使输出电压V0保持稳定,即:
电路在作业过程中呈现过流、过热状况时,过流约束与过热维护电路会快速呼应,调整管的导通状况会被削弱、关断,维护电路不致损坏,一起毛病查验测验电路会发生一个低电平信号。使能端接高电平时电路正常作业;当使能端为低电平时,基准电路及调整PMOS管关断,电路处于等候状况。
漏失电压界说为保持稳压器正常作业的最小输入输出电压差,它是反映调整管调整才能的一个首要的要素。对选用PMOS管作调整管的电路,漏失电压由导通电阻(Ron)和负载电流(Io)确认,即: VDO = Io×Ron.低压差线性稳压器的静态电流为输入电流与输出电流之差,即: Iq = Ii -Io.静态电流由偏置电流和调整管的栅极驱动电流组成。对PMOS调整管而言,栅极由电压驱动,几乎不发生功耗。在稳压器承载小负载或空载时,漏失电压极低,静态电流等于稳压器作业时的总偏置电流。规划时留意使PMOS调整管的导通电阻和漏电流尽或许做小,各模块电路在小电流状况下能正常作业。
上式中,前一项是调整管发生的功耗,后一项是静态电流功耗。稳压器功率如前所述可表示为:
功耗与功率的表达式充分说明对低压差线性稳压器,低漏失电压、低静态电流意味着低功耗、高功率。
负载调整才能指当输出电流改变时,输出电压保持必定值的才能,界说为:ΔVO /ΔIO,它表征了负载改变而稳压器保持输出在标称值上的才能,该值越小越好。电压调整才能指当输入电压改变时,输出电压保持必定值的才能,界说为:ΔVO /ΔVI,它表征了输入电压改变而稳压器保持输出在标称值上的才能,该值也是越小越好。对图1的电路结构其负载调整才能和电压调整才能分别为:
其间gm为调整管的跨导;Aod为差错扩大器的开环差模增益;Rds为调整管源漏间的等效电阻;RL为负载电阻;R1、R2为取样电阻。由上式可见,减小ΔVO÷ΔIO和ΔVO÷ΔVI的关键是尽或许增大gm和Aod.
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