精密双稳压控制器ADM1051/AD51A

    摘要：ADM1051/1051A是模拟器件公司（Analog Devices）生产的精密双稳压控制器，它具有1.515V和1.818V两种输出电压。主要用于个为电脑主板上的总线终端及接口的供电。本文介绍了该芯片的工作原理和引脚功能，最后给出了其简单的应用电路及连接注意事项。

    关键词：关闭电流 静态电流 调整电压 ADM1051

1 概述

ADM1051/ADM1051A是一种精密双稳压控制器，具有1.515V和1.818V两种输出电压。它在一块芯片上集成了两个单独的控制器，因而具有低静态电流和低关闭电流等一系列优点。它所特有的“HICCUP模式”使其无需密外的元件便可实现对外部所需供电元件的保护。目前，它已被广泛应用于个人电脑、服务器及工作站中。

2 芯片封装与引脚功能

ADM1051/ADM1051A采用SOIC封装，具有8个引脚，其引脚配置如图1所示。各引脚的功能说明如表1所列。

表1 ADM1051引脚功能

引脚编号名   称功         能1FORCE2通道2控制放大器的输出，综与外部N沟道MOS场效应管的栅极相连接2SENSE2从外部MOS场效应管输入，由电压设定反馈电阻网络至通道2的控制放大器的反相输入端3SHDN2数字输入端，通过50μA的内部上拉电流激活关闭控制，低电平有效。当该脚为代电平时，通道2控制放大器的输出应接地4GND接地引脚5SHDN1数字输入端，通过50μA的内部上拉电流激活关闭控制，低电平有效6SENSE1从外部MOS场效应管输入，经由电压设定反馈电阻网络至通道1的控制放大器的反相输入端7FORCE1通道1控制放大器的输出，它与外部N沟道MOS场效应管的栅极相连接8Vcc12V电源

3 工作原理

ADM1051/ADM1051A内含一个精确的1.2V能带隙基准和两个基本相同的由控制放大器构成的通道。这两个通道的区别主要是它们各自的输出调整电压不同，而输出调整电压是由其电压检测输入的阻值比决定的。通道1通常输出1.515电压，但可以调至3.3V。除此之外，每个通道还一个关闭输入，可用于关闭放大器的输出。另外，该器件还带有一个用于保护外部共电设备的保持电路。

ADM1051/1051A的输出可用于驱动外部N沟道MOSFET，这些MOSFET可作为源极跟随器。采用N沟道MOS管的好处是其在相同的条件下，比P沟道MOS管便宜，而且在共源极设置中比较稳定。AD1051/1051A的功能框图如图2所示。

3.1 控制放大器单元

ADM1051/1051A中的参考电压可通过控制放大器和外部MOS管来进行放大和缓冲。每个通道的输出电压可由控制放大器反相输入和检测输入间的反馈电阻网络来决定。每个放大器均驱动一个MOS管的栅极，该MOS管的漏极接未经调整的输入电压，源极接稳压后的输出电压。控制放大器具有高电流驱动能力，它能够使外部MOS管的栅极电容快速充电和放电。因此，它们对负载或输入电压的变化具有很好的瞬态响应。

3.2 关闭输入与TYPEDET信号的相容性

ADM1051的每个通道均有一个单独的关闭输入，该输入由逻辑信号控制。该逻辑信号可用来控制输出的开启或关闭。在关闭输入端为高电平或未连接时，稳压器正常工作；而在关闭输入为低电平时，控制放大器的使能输入被关闭，控制放大器的输出变为低电平，稳压器被关闭。

PC机主板上的AGP接口有两种不同的工作方式，两种方式均需要稳定的3.3V或1.5V电压。且两种模式均可由PC主板上的TYPEDET信号进行控制切换。由于ADM1051/ADM1051A的输出和TYPEDET信号具有兼容性，因此，通道1的稳压输出电压可以通过Shutdown引脚来选择。这是一个多级多功能的输入，通过它可以选择稳压器的输出电压以及关闭状态。并可通过把SHDM设为不同电压来将稳压器设定为表2所列的四种不同的工作方式。

表2 稳压器四种不同的工作方式

SHDN1电压模  式功   能>0.8V1Force输出为低电平，稳压器关闭2V-3.9V21.5V输出4.3V-5.3V3Force输出为高电平，VOUT=3.3V>6.2V或悬空41.5V输出

3.3 HICCUP错误保护模式

HICCUP错误保护模式是一种简单的、可用于保护外部电源供电设备保护方式。它无需额外的外部电阻或电感引脚便可实现保护功能。

当输出被短路时，输出电压会下降，而当一个通道的输出电压低于额定值的20%时，这种情况会被HICCUP比较器检测到并使该通道进入HICCUP模式。该模式对ADM1051A的通道2不起作用。为防止设备在加电启动或在通道激活状态下误入HICCUP模式，HICCUP模式会在上述两个状态与两个通道上脱离同步大约60ms。经过这60ms后，输出电压应该已经达到了正常值。在加电启动期间，当VCC达到6V～9V的加电启动摆时，隔离周期就启动了。在通道激活状态下，当SHDN引脚加高电平时，隔离周期启动。此时只要有一个通道被激活或关闭，那么隔离超时对两个通道均起作用。

4 应用电路

4.1 PCB布线

为了得到最合适的电源稳压，负载应尽可能地接近输出MOS管的源极，而且对SENSE输入的反馈应在一个尺可能靠近负载的接点上。PCB上从负载回到SENSE输入的轨道应和输出轨道分开，而且其中应无任何负载电流。与此类似，ADM1051/1051A的接地点也应尽可能地与负载地接近。图3给出了好和差对比的PCB布线示例。

    4.2 电源去耦

对外部MOS管漏极的供电应尽可能地与设备的漏极引脚去耦，与地间的电容至少应有100μF。MOS管的源极的输出应尽可能与元件的漏极引脚去耦。去耦电容应具有较低的等效串联电阻（ESR），典型电阻值的大小应为50mΩ或更低。ADM1051/1051A的VCC引脚与地之间的去耦电容至少应有1μF的容量，而且应尽可能地与GND引脚和VCC接近。事实上，所需的去耦装置决定于实际应用。由于PC主板通常用在具有大量噪声的环境中，因此它可能需要使用分布去耦装置来使电压干线上的噪声降至一个可接受的水平。

5 小结