新一代線性變壓器的全新應用淺析
隨著科學技術的進步,線性穩壓器在各個領域的應用。線性穩壓器的用處很大,可以使用在很多場合。現在,我們以LT3080芯片為例來介紹線性穩壓器的新應用。
LT3080沒有任何折衷地實現了高性。該器件具有1.2V至40V的寬輸入電壓能力,滿負載時低壓差電壓僅為300mV。寬VIN和VOUT能力、嚴格的電壓和負載調節、高紋波抑制、低噪聲、穩定的10uA電流源基準、用陶瓷、鋁或鉭電容器可穩定、限流和熱限制功能、外部器件數少和并聯能力使該器件非常適用于現代多軌系統。
LT3080采用各種耐熱增強型表面貼裝兼容封裝,包括扁平(0.75mm)8引線DFN(3mmx3mm)、8引線耐熱增強型MSOP和簡單易用的3引線SOT-223封裝。這些封裝在沒有散熱器的表面貼裝應用中都能散出1W至2W的熱量。此外,該器件還采用TO-220功率封裝,以適合安裝到散熱器上,用于較高功耗的應用。
LT3080摒棄了電壓基準,并采用一個基準電流來設定輸出。如圖1所示,由單個電阻來設定穩壓器中的一個電壓跟隨器的輸出。這使得熱量能夠在電路板上散播,從而免除了散熱器。此外,輸出晶體管的集電極是單獨引出的,因而允許插入一個與集電極相串聯的降壓電阻。這將把IC穩壓器產生的部分功耗移動至電路板上的一個電阻,從而進一步地增強散熱效果,并免除了增設一個散熱器的需要。表1羅列了該穩壓器的基本規格。
圖1LT3080的基本工作原理
圖2示出了一對并聯的穩壓器。雖然圖中僅示出了兩個穩壓器,但如需提供更高的輸出電流,則可并聯任何數目的穩壓器。所有的穩壓器均將其輸入、其設定引腳和其輸出連接在一起。插入了一小段與輸出端相串聯的PC走線以充當一個鎮流電阻,10~15mΩ的電阻便足以對穩壓器的輸出進行鎮流,并提供上佳的均流作用。輸出電壓以相同的方式進行調節,但是,如今的電流不是10μA,而是N×10μA。當并聯兩個穩壓器時,對于每50kΩ的接地電阻,這將提供一個 1V的輸出電壓。
圖2LT3080的并聯運作
也可以把LT3080與固定輸出穩壓器相并聯,以增加單個器件的輸出電流。當單個器件未能提供足夠的電流,或者由于系統變更的原因而需要進行簡單的系統修改(以增大電源電流)時,這是很有用處的。
壓器由調壓電路、控制電路、及伺服電機等組成,當輸入電壓或負載變化時,控制電路進行取樣、比較、放大,然后驅動伺服電機轉動,使調壓器碳刷的位置改變,通過自動調整線圈匝數比,從而保持輸出電壓的穩定。容量較大的穩壓器,還采用電壓補償的原理工作。
圖3增加一個固定穩壓器的輸出電流
同樣,必需采用15~20mΩ的鎮流電阻,以使兩個IC共享電流。但是,由于固定輸出穩壓器LT1963-3.3并不具有一個“設定引腳”,我們必須提供一個用于連接LT3080的設定引腳的點。從固定穩壓器的輸出端引出的一個分壓器可提供一個比固定輸出低4mV左右的電壓。如果沒有該偏移,則 LT3080有可能供應電流,從而強制輸出在輕負載或無負載條件下處于高電平狀態。
在輕負載時,LT3080的設定引腳電平保持為負值。當固定穩壓器和LT3080上的負載均增加時,鎮流電阻兩端的壓降將緩慢地接通LT3080,這樣就提供了輸出電流的一部分。當鎮流電阻為20mΩ且總輸出電流為2A時,LT3080將供應大約75%~80%的輸出電流。為了實現較為精密的輸出電流匹配,必須增加鎮流電阻。
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