一款新型架构线性稳压器的崭新应用

　　线性稳压器的用处很大，可以使用在很多场合。现在，我们以LT3080芯片为例来介绍线性稳压器的新应用。

　　LT3080摒弃了电压基准，并采用一个基准电流来设定输出。如图1所示，由单个电阻来设定稳压器中的一个电压跟随器的输出。输出电压可以调节到低至0V，或高至输入电源电压约1V范围之内。由于设定引脚与输出端上的电压相等，因此这些稳压器能够很容易地并联起来以共享电流（采用一小块电路板作为一个镇流电阻）。这使得热量能够在电路板上散播，从而免除了散热器。此外，输出晶体管的集电极是单独引出的，因而允许插入一个与集电极相串联的降压电阻。这将把IC稳压器产生的部分功耗移动至电路板上的一个电阻，从而进一步地增强散热效果，并免除了增设一个散热器（用于在某个点上散逸所有的功率）的需要。表1罗列了该稳压器的基本规格。

　　图1 LT3080的基本工作原理

　　图2示出了一对并联的稳压器。虽然图中仅示出了两个稳压器，但如需提供更高的输出电流，则可并联任何数目的稳压器。所有的稳压器均将其输入、其设定引脚和其输出连接在一起。插入了一小段与输出端相串联的PC走线以充当一个镇流电阻，10～15mΩ的电阻便足以对稳压器的输出进行镇流，并提供上佳的均流作用。由于现在并联了多个器件，因此需要采用一个输出电容器以实现稳压器的稳定。输出电压以相同的方式进行调节（采用一个接地电阻），但是，如今的电流不是10μA，而是N×10μA（N为并联稳压器的数目）。当并联两个稳压器时，对于每50kΩ的接地电阻，这将提供一个1V的输出电压。

　　图2 LT3080的并联运作

　　也可以把LT3080与固定输出稳压器（线性稳压器或开关稳压器）相并联，以增加单个器件的输出电流。当单个器件未能提供足够的电流，或者由于系统变更的原因而需要进行简单的系统修改（以增大电源电流）时，这是很有用处的。

　　图3 增加一个固定稳压器的输出电流

　　同样，必需采用15～20mΩ的镇流电阻，以使两个IC共享电流。但是，由于固定输出稳压器LT1963-3.3并不具有一个“设定引脚”，我们必须提供一个用于连接LT3080的设定引脚的点。从固定稳压器的输出端引出的一个分压器可提供一个比固定输出低4mV左右的电压。该4mV压降是确保LT3080的输出电流在无负载条件下为零所必需的。如果没有该偏移，则LT3080有可能供应电流，从而强制输出在轻负载或无负载条件下处于高电平状态。

　　在轻负载时，LT3080的设定引脚电平保持为负值（相对于输出）。这将向LT3080中的反馈电路发出如下指示信号：输出为“高电平”，而且不要供应任何电流。当固定稳压器和LT3080上的负载均增加时，镇流电阻两端的压降将缓慢地接通LT3080，这样就提供了输出电流的一部分。在该场合中，镇流电阻应比直接并联LT3080时略大，这是因为4mV的偏移大于LT3080的固有偏移。一个20mΩ电阻将提供20mV的镇流（在1A输出电流条件下）。对于一个2V输出，该压降仅会使负载调整率下降不到1%。当镇流电阻为20mΩ且总输出电流为2A时，LT3080将供应大约75%～80%的输出电流。为了实现较为精密的输出电流匹配，必须增加镇流电阻。

　　在许多类型的应用中，电流源都是很有用的组件。LT3080可提供一个具有极佳DC性能的“二端”电流源。由于LT3080必需含有一个输出电容器（用于提供频率补偿），因此使得该器件的适用性略有下降，原因是它不能用作一个AC电流源。不过，LT3080具有非常高的增益，因而允许利用小幅压降来确定输出电流，并产生非常高的DC输出阻抗。

　　图4 示出了两种用于LT3080的“二端”电流源配置

　　在一个阻值为10kΩ的设定电阻两端将产生约100mV的电压降。这100mV电压降也会出现在电流设定电阻的两端，并把总输出电流设定为0.1V除以输出设定电阻阻值（加10μA）。如果需要，可以采用较高的压降来改善准确度。

　　图5 面向通用型电源的跟踪预稳压器

　　频率补偿利用一个连接在输入引脚和输出端之间的电容器来实现。通过按图示的方法进行频率补偿配置，流过电容器的电流（对于低频输入变化）将被包含在反馈环路之内，而且不会作为电容出现在器件的两端。如果输入电压发生变化，则电流将会由于电压变化的原因而流过电容器。当电容器中的电流接近DC电流时，反馈环路将不能对AC电流进行补偿，而且AC输出阻抗将减少。LT3080的低设定电流以及稳压环路的高增益使其成为一款出色的电流调节器。凭借一个仅0.3mA的低静态电流，该电路适合于低至1mA或高至1A的电流源。电流源的温度系数是稳压器的温度系数加上电阻阻值随温度而发生的变化所产生的任何漂移。

 

　　由于LT3080能够在低至0V的电压条件下运作，因而使其成为通用型试验室电源的合适之选。然而，如果工作电压范围很高，则实验室稳压器的功耗会变得非常高。图5中的电路示出了一个与LT3080相连的开关预稳压器，该稳压器通过把输入电压控制在比输出高大约1.5V的电平上而将功耗抑制在低至1.5W左右。

　　LT3080被连接至一个P沟道FET的栅极和源极。该P沟道FET的“接通”门限设定了LT3080两端的压差电压。P沟道FET的漏极与一个开关稳压器的反馈引脚相连。

　　当该电路被接通时，开关稳压器输出将上升，直到流过P沟道FET的电流足以使反馈引脚（FB）的电压升至1.2V为止，这会降低开关稳压器的输出。LT3080随后将在其两端加有约一个MOS门限电压的条件下运作。调整LT3080的设定电阻可设定输出电压，且输入电压将跟踪比输出高1.5V的电压。

　　图6示出了一款功耗更低的开关稳压器。这里采用的是一个PNP的射极-基极电压，而不是P沟道FET的门限电压。当把多个LT3080器件并联起来以提供高电流时，这将把功耗抑制在更低的水平上。该电路要求把LT3080的输入引脚连接至输入电压，以确保在控制电路两端具有足够的工作电压。于是，一个PNP射极-基极电压将把LT3080的输出晶体管两端的电压设定为0.6V。这样，1A电流条件下的功耗仅为0.6W。同样，开关稳压器将跟踪输出，而且输出可被调节低至0V。

　　图6 用于较高电流电源的预稳压器