線(xiàn)性穩壓器LT3083提供優(yōu)越的AC和DC性能(一)

　30多年以來(lái)，基本的3端子穩壓器一直是設計師工具箱中的基本構件，而且其基本架構沒(méi)有任何重大改變。運用一個(gè)固定電壓基準，電阻分壓器將輸出電壓提高到所希望的值。這類(lèi)穩壓器是非常容易使用的器件，因此也非常流行，但是這種簡(jiǎn)單架構有一些固有的缺點(diǎn)。

　　使用傳統線(xiàn)性穩壓器的缺點(diǎn)之一是，最低輸出電壓受到穩壓器基準電壓的限制。另一個(gè)缺點(diǎn)是，不容易通過(guò)并聯(lián)器件來(lái)提高可用輸出電流或分散功耗。為了在多個(gè)穩壓器之間分配負載，或者必須增加大的鎮流電阻器，這會(huì )導致負載調節誤差，又或者用由輸入檢測電阻器和運算放大器環(huán)路組成的復雜電路來(lái)平衡負載，這必然破壞了本來(lái)想運用看似簡(jiǎn)單的線(xiàn)性穩壓器實(shí)現簡(jiǎn)單性的承諾。

　　不過(guò)，如果去掉電壓基準，用一個(gè)精確的電流源取而代之，結果會(huì )怎么樣呢？這樣產(chǎn)生的電路令人難以置信地簡(jiǎn)單，如圖1所示的方框圖。一個(gè)精確的電流源連接到放大器的非負輸入，輸出驅動(dòng)一個(gè)大的NPN傳遞組件，然后再連接至放大器的負輸入，以提供單位增益。給年資久遠的線(xiàn)性穩壓器器件引入這一小小的改變之后，會(huì )在通用性和性能方面產(chǎn)生巨大的好處。

圖1:LT3083方框圖

　　現在，在這種新架構中，若要并聯(lián)穩壓器，將每個(gè)SET引腳連接到一起即可，這為所有誤差放大器提供了一個(gè)共用的基準點(diǎn)，從而僅用毫歐姆量級的鎮流電阻器就能平衡任何器件至器件的失調偏差。突然之間，無(wú)論需要多少器件，都可以非常容易地在器件之間分散功耗，類(lèi)似地，輸出電流也可以按需擴大。這種架構的美妙之處在于僅用一個(gè)電阻器就能為所有穩壓器提供基準點(diǎn)，無(wú)論使用了一個(gè)、10個(gè)還是100個(gè)穩壓器。此外，該架構允許零電阻等于零輸出，從而不再有固定基準電壓以限制可用輸出電壓范圍的低端。

　　新架構的好處

　　LT3080 1.1A線(xiàn)性穩壓器是第一款運用精確電流源架構的線(xiàn)性穩壓器，使它可通過(guò)并聯(lián)任何數量的LT3080以產(chǎn)生大電流、表面貼裝電源成為可能。LT3083與 LT3080相似，具備類(lèi)似的高性能規格，但是輸出電流能力提高為3A.這種新架構具備大量性能優(yōu)勢。

　　頻率響應和負載調節是固定的

　　運用傳統線(xiàn)性穩壓器，當通過(guò)電阻分壓器改變輸出電壓時(shí)，增益和帶寬會(huì )隨之改變。將穩壓器的反饋引腳旁路會(huì )影響環(huán)路響應。負載調節幅度不是一個(gè)固定值，不過(guò)當電阻分壓器累積任何電壓偏差時(shí)，負載調節幅度在輸出中所占百分比是固定的。此外，該電阻分壓器也會(huì )導致累積基準電壓噪聲。

　　運用電流源和單位增益緩沖器，則可消除這些缺點(diǎn)。既然誤差放大器始終處于單位增益狀態(tài)，那么頻率響應就不會(huì )作為輸出電壓的函數而改變，或者也不會(huì )隨著(zhù)跨基準點(diǎn)兩端實(shí)施旁路而改變。負載調節幅度現在是一個(gè)固定值，而不管輸出電壓大小。既然旁路不會(huì )影響環(huán)路響應，那么兩個(gè)噪聲源就都消除了：運用單個(gè)電容器就可以抑制基準電流噪聲和電阻器散射噪聲。這樣在輸出端就只剩下誤差放大器噪聲了，而且無(wú)論輸出電壓大小，這個(gè)噪聲都保持在固定值上。

　　頂尖的DC特性

　　LT3083的DC特性與原來(lái)的LT3080是相同的。LT3083將NPN傳遞器件的集電極分離出來(lái)，以最大限度地降低功耗。就誤差放大器而言，負載調節幅度一般低于1mV，在50μA基準電流時(shí)接近不可計量。就基準電流而言，電壓調節不到 0.0002%/V，就誤差放大器失調而言，電壓調節的典型值為2μV/V.基準電流的溫度特性非常出色，在整個(gè)工作節溫范圍內一般保持在0.2%以?xún)?，如圖2所示。

圖2:基準電流溫度特性

　　SET PIN CURRENT:SET引腳電流

　　TEMPERATURE：溫度

　　LT3083還提供了凌力爾特器件眾所周知的各種保護功能：具有安全工作區保護的電流限制功能可避免器件在短路情況下受損；熱限制功能則可在功率耗散過(guò)大的情況下使器件處于安全狀態(tài)。

　　頂尖的AC特性

　　不要認為，在努力實(shí)現高DC性能的過(guò)程中要犧牲LTC3083的AC特性。LTC3083的瞬態(tài)響應非常出色，輸出電容低至10μF.可使用小型陶瓷電容器并無(wú)需增加ESR.跨基準電阻器使用一個(gè)旁路電容器，可提供慢啟動(dòng)功能；輸出電壓跟隨RC時(shí)間常數，而該常數由SET電阻器和旁路電容器設定。將器件并聯(lián)還可提供噪聲性能方面的優(yōu)勢。將多個(gè)LT3083穩壓器并聯(lián)，可降低輸出噪聲，這與將n個(gè)運算放大器并聯(lián)就能以 √n 為系數降低噪聲是一樣的。

　　應用

　　LT3083異常簡(jiǎn)單的架構與高性能參數使其成為一款功能強大的構件，其適用范圍并不僅限于基本的線(xiàn)性穩壓器。該器件能非常容易地并聯(lián)，以提高輸出電流并分散熱量。主動(dòng)驅動(dòng) SET引腳是完全可接受的；低失調和大的輸出電流允許在大功率級實(shí)現高度準確的基準電源。通過(guò)用一個(gè)DAC驅動(dòng)SET引腳，可以實(shí)現數字可編程電源。沒(méi)有很大的困難就能實(shí)現準確的電流源。用戶(hù)的創(chuàng )造力有多強，該器件的用途就有多廣泛。