(來源:亞德諾半導(dǎo)體)
如何才能產(chǎn)生只有幾百毫伏的極低電壓呢?
發(fā)布時間:2020-11-17 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】在過去的幾年里,由于微控制器、CPU、DSP等數(shù)字電路的幾何結(jié)構(gòu)尺寸不斷縮小,電子元器件的電源電壓一直持續(xù)下降。在測量領(lǐng)域也有一些需要低電源電壓的應(yīng)用。
Q:有什么好的解決方案可以產(chǎn)生只有幾百毫伏的微型直流電源電壓?
A:只需將一個干凈的外加正電壓連接至DC-DC轉(zhuǎn)換器的反饋電阻即可。
在過去的幾年里,由于微控制器、CPU、DSP等數(shù)字電路的幾何結(jié)構(gòu)尺寸不斷縮小,電子元器件的電源電壓一直持續(xù)下降。在測量領(lǐng)域也有一些需要低電源電壓的應(yīng)用。
多年以來,線性穩(wěn)壓器和開關(guān)穩(wěn)壓器一直采用約1.2 V的反饋電壓。此電壓由DC-DC轉(zhuǎn)換器IC中的帶隙電路產(chǎn)生,它確定了使用外部電阻分壓器可以設(shè)置的最低電壓。到目前為止,大多數(shù)現(xiàn)代穩(wěn)壓器IC都可以產(chǎn)生0.8 V、0.6 V甚至0.5 V的輸出電壓。內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源也按這種方式設(shè)計,所以能夠獲得更低的電壓。圖1所示為這種類型的開關(guān)穩(wěn)壓器 LTC3822,它以0.6 V的基準(zhǔn)電壓產(chǎn)生0.6 V的反饋電壓。
圖1.可產(chǎn)生0.6 V或更高低輸出電壓的LTC3822 DC-DC轉(zhuǎn)換器。
但是,如果需要低于0.6 V的電源電壓,則需要對圖1所示的電路進(jìn)行調(diào)整,否則無法使用。
利用一些技巧,您也可以使開關(guān)或線性穩(wěn)壓器產(chǎn)生低于反饋電壓的電壓??梢酝ㄟ^使用圖2所示的電路實(shí)現(xiàn)。將電阻分壓器與一個外加的偏置正電壓連接,用于調(diào)節(jié)輸出電壓。該電壓可以由低壓降穩(wěn)壓器(LDO)或基準(zhǔn)電壓源產(chǎn)生。這樣,電阻分壓器構(gòu)成了一個電壓分壓器,電流IFB的流動方向與圖1中的常規(guī)情況相反。在圖2中,電流從外部基準(zhǔn)電壓源經(jīng)由電阻分壓器流向輸出電壓。
公式1顯示了IC的反饋電壓(VFB)、所需的輸出電壓(VOUT)、外加正極直流偏置電壓(VOFFSET),以及電阻分壓器的電阻R1和R2之間關(guān)系。
對于電阻分壓器的阻值選擇,建議R1、R2的總和介于100 kΩ和500 kΩ之間。這使得偏置電流在功率效率方面足夠低,但又高到可以防止過多的噪聲耦合到敏感的反饋路徑。
圖2.對圖1電路進(jìn)行調(diào)整,可以產(chǎn)生低于0.6 V的輸出電壓。
這一設(shè)計理念通常適用于產(chǎn)生低于開關(guān)穩(wěn)壓器或線性穩(wěn)壓器的額定最低電壓的電壓。但是,應(yīng)注意幾點(diǎn):外加的基準(zhǔn)電壓源應(yīng)在DC-DC轉(zhuǎn)換器開啟之前啟動和運(yùn)行。如果該輔助電壓為0 V或具有高電阻,DC-DC轉(zhuǎn)換器可能會產(chǎn)生過高的電壓并損壞負(fù)載電路。
在最糟糕的情況下,即當(dāng)開關(guān)穩(wěn)壓器尚未開啟但輔助電壓已經(jīng)施加時,流經(jīng)電阻分壓器的電流IFB將為輸出電容充電,使其電壓高于設(shè)置電壓。當(dāng)負(fù)載具有極高阻抗時,就會發(fā)生這種情況。所以設(shè)置一個最小負(fù)載以避免這種情況可能是必要的。
電阻分壓器的輔助電壓(在圖2中為1 V)精度會直接影響所產(chǎn)生的電源電壓精度。因此,應(yīng)使用特別干凈的低紋波電壓。
此外,并非所有電壓轉(zhuǎn)換器都適合進(jìn)行此類操作。例如,DC-DC轉(zhuǎn)換器中電流檢測放大器的測量范圍也許只能提供較高電壓下的工作范圍。還應(yīng)該注意的是,在較高輸入電壓下產(chǎn)生極低電壓,還需要低占空比。這里,選擇一個具有較短最小導(dǎo)通時間的開關(guān)穩(wěn)壓器IC,并在低開關(guān)頻率下工作可能是非常有幫助的。
圖3.可以使用仿真工具(例如ADI的LTspice®)對電路實(shí)施初始測試。
如果要以低于IC制造商指定的輸出電壓運(yùn)行線性穩(wěn)壓器或開關(guān)穩(wěn)壓器,使用仿真工具(例如ADI的LTspice)進(jìn)行初始檢查是非常有用的。圖3顯示了一個LTC3822構(gòu)成的電路,使用額外的電壓源作為反饋路徑的偏置。在這個電路中,產(chǎn)生一個200 mV輸出電壓。根據(jù)數(shù)據(jù)手冊,LTC3822適用于產(chǎn)生最低0.6 V的輸出電壓。在電路中,輔助電壓源(圖3中的電壓源V2)可以通過LDO穩(wěn)壓器或基準(zhǔn)電壓源實(shí)現(xiàn)。利用本文所述的技巧,對電路進(jìn)行完全測試,甚至可能產(chǎn)生更低的輸出電壓。
LTC3822
●無需電流檢測電阻器
●全 N 溝道 MOSFET 同步驅(qū)動
●可提供大電流輸出
●恒定頻率電流模式操作以實(shí)現(xiàn)卓越的電壓和負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)
●VIN:2.75V 至 4.5V
●±1% 0.6V 基準(zhǔn)
●低壓差操作:99% 占空比
●可選頻率 (300kHz / 550kHz / 750kHz)
●內(nèi)部軟起動電路
●可選的最大峰值電流檢測門限
●數(shù)字 RUN 控制引腳
●輸出過壓保護(hù)
●微功率停機(jī)模式:IQ = 7.5μA
●纖巧的耐熱性能增強(qiáng)型無引線 (3mm x 3mm) DFN 封裝或 10 引腳 MSOP 封裝
(來源:亞德諾半導(dǎo)體)
(來源:亞德諾半導(dǎo)體)
免責(zé)聲明:本文為轉(zhuǎn)載文章,轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息,版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題,請電話或者郵箱聯(lián)系小編進(jìn)行侵刪。
特別推薦
- 【“源”察秋毫系列】下一代半導(dǎo)體氧化鎵器件光電探測器應(yīng)用與測試
- 集成開關(guān)控制器如何提升系統(tǒng)能效?
- 工業(yè)峰會2024激發(fā)創(chuàng)新,推動智能能源技術(shù)發(fā)展
- Melexis推出超低功耗車用非接觸式微功率開關(guān)芯片
- Bourns 發(fā)布新款薄型線性濾波器系列 SRF0502 系列
- 三菱電機(jī)開始提供用于xEV的SiC-MOSFET裸片樣品
- ROHM開發(fā)出支持更高電壓xEV系統(tǒng)的SiC肖特基勢壘二極管
技術(shù)文章更多>>
- AMTS & AHTE South China 2024圓滿落幕 持續(xù)發(fā)力探求創(chuàng)新,攜手并進(jìn)再踏新征程!
- 提高下一代DRAM器件的寄生電容性能
- 意法半導(dǎo)體Web工具配合智能傳感器加快AIoT項(xiàng)目落地
- 韌性與創(chuàng)新并存,2024 IIC創(chuàng)實(shí)技術(shù)再獲獎分享供應(yīng)鏈挑戰(zhàn)下的自我成長
- 上海國際嵌入式展暨大會(embedded world China )與多家國際知名項(xiàng)目達(dá)成合作
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索