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进步极低压差稳压器输出电流,用并联完成均匀散热

简介每一代新的计算系统总是比上一代产品要求更高的总功率和更低的电源电压,从而使电源设计人员面临在更小面积上保持更高输出电流的难题。在高功率密度和低输出电压条件下,散热问题上升为首要设计考虑因素,尤其是

简介

每一代新的核算体系总是比上一代产品要求更高的总功率和更低的电源电压,然后使电源规划人员面对在更小面积上坚持更高输出电流的难题。在高功率密度和低输出电压条件下,散热问题上升为首要规划考虑要素,尤其是关于低噪声运用中的线性稳压器而言。并联LDO稳压器能够进步电源电流并削减散热,然后下降任何特定元件的温升起伏以及所需的散热器材尺度和数量。

本文阐明如何将3 A LT3033极低压差稳压器(VLDO)并联发生3 A以上电流并改进散热状况。运用LT3033的内置输出电流监测功用能够简化并联电路的规划,完成均流。

LT3033的输入电压规模是1.14 V至10 V, 输出电压可低至0.2 V,负载电流可达3 A。在满负载时的压差仅95 mV。作业时静态电流为1.8 mA,关断时降至22μA。可由用户设定的限流功用和热维护使其具有高电流、低电压运用所必需的鲁棒性。

参阅规划:3 A、单VLDO运用

图1显现LT3033经过1.2V输入电源供给0.9V、3A的输出。IN和OUT引脚需求至少10 μF的极低ESR陶瓷电容,以坚持安稳性。在VOUT和ADJ引脚之间增加一个前馈电容(CFF),可改进瞬态呼应并下降输出电压噪声。在REF/BYP引脚到GND之间设置10 nF旁路电容一般可在10 Hz至100 kHz带宽内将输出电压噪声降至60 μV rms,并软启动基准电压源。调理所需的最小输入电压等于调理输出电压VOUT加上压差或1.14 V,取其较大值。演示板见图2。

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图1.LT3033典型运用。

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图2.LT3033演示板。

客户能够经过在ILIM引脚与GND之间衔接一个电阻自行设定限流值,在宽温度规模内精度可达±12%。当输入与输出的差分电压超越5 V时,具有折返功用的内部限流会替代外部限流。

LT3033经过丈量IMON到GND的电阻电压来完成输出电流监测。IMON引脚是芯片内部PNP的集电极,它以1:2650的比率镜像LT3033输出PNP的电流。当电阻电压不高于VOUT–400 mV时,它与输出电流成正比。

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该输出电流监测功用有助于完成多个LT3033的均流。

虽然LT3033的尺度很小,但它依然集成了许多维护功用,包含具有折返功用的内部限流、热约束、反向电流和电池反接维护。

两个LT3033并联用于6 A运用

关于需求3 A以上电流的运用,能够运用其电流监测功用将多个LT3033并联。图3显现两个LT3033以及两个2N3904 NPN器材经过并联,以发生1.5 V、6 A输出。每个器材的IN引脚和OUT引脚别离相连。一个LT3033充任主器材,操控另一个LT3033从器材。

将IMON引脚与NPN电流镜组合运用,可创立一个简略的放大器。该放大器将电流注入LT3033从器材的反应分压器中,强制使每个LT3033的IMON电流持平。100 Ω电阻可在满负载条件下供给113 mV的发射极负反应,以保证杰出的电流镜匹配。LT3033从器材的输出电压设置为1.35 V,比电路输出低10%,以保证LT3033主器材把握操控权。LT3033从器材的反应电阻拆分红多个区段,以保证为从器材的NPN供给满足的裕量。从器材的IMON引脚上增加了一个10 nF电容和5.1 kΩ电阻的组合,对反应环路进行频率补偿。

虽然该电路能够供给6 A的负载电流,但由于两个NPN器材之间的失配导致电路板上热量散布不均匀,然后约束了均流精度。运用匹配的单芯片晶体管(例如,ADI公司的MAT14)来替代两个分立式NPN器材,能够取得更高的均流精度。MAT14是一款四通道单芯片NPN晶体管,具有超卓的参数匹配功用。其最大电流增益匹配为4%。

图4比较了运用分立式和匹配的NPN器材时每个LDO稳压器的相应输出电流。与2N3904比较,MAT14电流镜的电流失配率从5.3%降至1.6%。

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图3.两个LT3033并联。

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图4.经过运用匹配的MAT14单芯片四通道三极管和并联LDO稳压器,下降了均流失配。

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图5.选用MAT14,四个LT3033并联。

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图6.四个LT3033并联时的热功用。

运用匹配元件并联四个LT3033,以完成平衡均流和均匀散热

经过扩展电流镜和增加LT3033从器材,该并行电路架构可根据需求扩展,运用更多LT3033。图5显现运用MAT14、四个LT3033并联的均流解决方案。热功用如图6所示。四个LT3033的温度在51°C至58°C规模内。考虑每个器材沿输入走线的压降,电路板上散热均匀,标明该解决方案完成了平衡均流。图7显现在1.8 V输入下运转供给1.5 V输出、12 A电源的瞬态呼应。

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图7.四个LT3033并联的负载瞬态呼应。

定论

LT3033是一款3A VLDO稳压器,选用3 mm × 4 mm封装。其内置输出电流监测功用,将多个LT3033 VLDO稳压器并联即可用于大电流运用。LT3033在满负载条件下的典型压差仅为95 mV,十分合适低输入电压至低输出电压的大电流运用,与开关稳压器的电功率适当。其他特性包含可设定限流、电源杰出标志和热约束,可供给牢靠和安稳的解决方案。电池供电体系可获益于低静态电流和电池反接维护。

作者简介

Huiyu (Molly) Zhu是ADI公司Power by Linear部分的高档运用工程师。她于1998和2000年别离取得清华大学电子工程学士学位和硕士学位,并于2005年取得弗吉尼亚理工学院暨州立大学(坐落弗吉尼亚州布莱克斯堡)电气工程博士学位。Fei Guo是ADI公司的现场运用工程师,担任旧金山湾区的商场支撑。他曾担任ADI公司高档运用工程师,担任阻隔电源转换器产品线支撑。Fei具有圣塔克拉拉大学电气工程硕士学位。他担任仪器仪表、轿车、工业和通讯产品的电源转换器规划。Fei的喜好包含高保真音响、拍摄以及与他的两个孩子一同玩乐。

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