浅谈超低压差线性稳压器(ULDO)的拓扑架构及应用
出处:大脑怪物 发布于:2011-08-27 16:35:01
近年来,低压差稳压器(LDO)在各类电子设备,尤其是对电能有苛刻需求的消费类电子中,得到了广泛的应用。如果输入电压和输出电压很接近,是选用LDO稳压器,可达到很高的效率。所以,在把锂离子电池电压转换为3V输出电压的应用中大多选用LDO稳压器。虽说电池的能量後有百分之十是没有使用,LDO稳压器仍然能够保证电池的工作时间较长,同时噪音较低。
ULDO与LDO的差异
LDO是low dropout regulator,意为低压差线性稳压器,是相对于传统的线性稳压器来说的。传统的线性稳压器,如78xx系列的芯片都要求输入电压要比输出电压高出2v~3V以上,否则就不能正常工作。但是在一些情况下,这样的条件显然是太苛刻了,如5v转3.3v,输入与输出的压差只有1.7v,显然是不满足条件的。针对这种情况,才有了LDO类的电源转换芯片。LDO 是一种线性稳压器。线性稳压器使用在其线性区域内运行的晶体管或 FET,从应用的输入电压中减去超额的电压,产生经过调节的输出电压。所谓压降电压,是指稳压器将输出电压维持在其额定值上下 100mV 之内所需的输入电压与输出电压差额的值。正输出电压的LDO(低压降)稳压器通常使用功率晶体管(也称为传递设备)作为 PNP。这种晶体管允许饱和,所以稳压器可以有一个非常低的压降电压,通常为 200mV 左右;与之相比,使用 NPN 复合电源晶体管的传统线性稳压器的压降为 2V 左右。负输出 LDO 使用 NPN 作为它的传递设备,其运行模式与正输出 LDO 的 PNP设备类似。更新的发展使用 MOS 功率晶体管,它能够提供的压降电压。使用 功率MOS,通过稳压器的电压压降是电源设备负载电流的 ON 电阻造成的。如果负载较小,这种方式产生的压降只有几十毫伏。
ULDO的特性和拓扑架构
AX6610-6615系列ULDO产品设计皆采用双电源之架构来设计,电源VIN为输出转换的来源,电源VCNTL为内部电路所用电源。再搭配使用N-MOSFET作为驱动器。AX6610-6615的参考电位设计在0.8伏特,因此的可输出电压可达0.8伏特。其输出电压软启动时间仅有1毫秒,可大幅降低开机时的电流浪涌。输入电压VIN、VCNTL皆具有过低电压监测功能,当输入电压过低时会停止输出,可避免本身IC端与后方系统端的功能误动作。此外,为了确保后端系统所得到的电压正确无误,本产品具有POWER-OK引脚,用以提供后端系统告警之用。本身IC内部具备一90欧的放电电阻,在输出关闭时会启用,具有自我快速放电功能。
图1:AX661x 系列ULDO芯片架构方框图。
ULDO的应用趋势
在要求“低价、外型轻薄和具备移动上网功能”的未来4C产品前提下,其中的电源设计方案必须摒弃传统方案的如下缺点:
1.外部零件复杂
2.较高的输出噪声和待机功耗
3.较高的BOM成本
为此阿瑟莱特科技特别针对例如UMPC/MID产品而推出兼具极简化外围组件和超低压差的1A~5A的ULDO线性稳压器,即AX6610~AX6615系列,并且为因应其产品轻巧和对省电的要求。
例如: 1.5V转1.2V稳定供给802.11/蓝牙wireless模块所需的1A~5A电源管理方案或1.8V/1.5V转1.1V供给系统芯片集PCH(Platform Controller Hub)的2A~4A动态电源所需,可将外部所需要的组件减到少并且能比传统的开关式稳压器得到更低的纹波噪声,对客户而言有极高的性价比。
图2: AX6610的典型应用电路。
AX6610~6615系列为可提供在大电流,超低压差,低纹波干扰,又兼具极低待机功耗(30μA以下)的线性电压转换器,输入电压可由1.1V到5伏,输出电压可以在0.8~3.3伏之间依需要调整,主要应用于低电压输入输出的线性电压转换器,笔记本电脑型计算机,主机板,网络系统…等装置的电压转换。
AX6610-6615应用上提供高抗噪声功能(PSRR高达-65dB)及稳定的工作电压,输出电压的瞬态响应快,而且提供Power-OK输出功能,方便提供电源监测,输出电容可适用于固态电容(铝/钽)及陶瓷电容(MLCC),其内部具有完整的系统保护功能包括软启动、低电压锁定(UVLO)、短路保护(SCP)、过温度保护(OTP)及过电流保护(OCP)功能而不需使用外部多余组件即可做到上述功能而且使电路设计达到极小化的要求。
AX6610-6615采用底部无遮蔽垫的SOP-8 LEP无铅封装,利用散热片可以将热量导至印刷电路板上,大幅降低组件表面温度以符合UMPC/MID应用需求。
阿瑟莱特科技(AXElite Technology)在今年3Q还刚刚推出比AX66xx系列拥有更高耐电压(达到24V)并且具有大电流输出,极低压差特性的AX1201~AX1204系列ULDO方案,其高耐压的特性非常适合UMPC/MID/Netbook的5V或12V低失真电源需求如TV/监视器的音频电源或UMPC/MID之充电座的电源需求。
版权与免责声明
凡本网注明“出处:维库电子市场网”的所有作品,版权均属于维库电子市场网,转载请必须注明维库电子市场网,https://www.dzsc.com,违反者本网将追究相关法律责任。
本网转载并注明自其它出处的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品出处,并自负版权等法律责任。
如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。
- 线性电源调节到开关电源2024/9/18 16:48:47
- 电源开关符号有哪些2024/9/14 14:46:00
- 基于半导体的电源模块与分立元件2024/9/10 16:28:28
- 什么是电源?电源是如何进行分类的?2024/9/9 17:44:33
- 设计开关电源板布局2024/9/6 16:14:47