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进步极低压差稳压器输出回收电子料流,实现均匀散热的并联设计

标签:进步,极低,低压,稳压,稳压器,输出,回收,电子,实现  2020/3/3 8:46:56  预览

  作者: Zhu Molly,ADI公司高级应用工程师;Fei Guo,ADI公司现场应用工程师

  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回收电子料源回收电子料压,从而使回收电子料源设计人员面临在更小面积上保持更高输出回收电子料流的难题。在高功率密度和低输出回收电子料压条件下,散热题目上升为首要设计考虑因素,尤其是对于低噪声应用中的线性稳压器而言。并联LDO稳压器可以进步回收电子料源回收电子料流并削减散热,从而降低任何特定元件的温升幅度以及所需的散热器件尺寸和数量。

  本文说明如何将3 A LT3033极低压差稳压器(VLDO)并联产生3 A以上回收电子料流并改善散热情况。行使LT3033的内置输出回收电子料流监测功能可以简化并联回收电子料路的设计,实现均流。

  LT3033的输入回收电子料压范围是1.14 V至10 V, 输出回收电子料压可低至0.2 V,负载回收电子料流可达3 A。在满负载时的压差仅95 mV。工作时静态回收电子料流为1.8 mA电加热锅炉,关断时降至22μA。可由用户设定的限流功能和热保护使其具有高回收电子料流、低回收电子料压应用所必需的鲁棒性。

  参考设计:3 A、单VLDO应用

  图1表现LT3033通过1.2V输入回收电子料源提供0.9V、3A的输出。IN和OUT引脚必要至少10 μF的极低ESR陶瓷回收电子料容,以保持稳固性。在VOUT和ADJ引脚之间增长一个前馈回收电子料容(CFF),可改善瞬态相应并降低输出回收电子料压噪声。在REF/BYP引脚到GND之间设置10 nF旁路回收电子料容通常可在10 Hz至100 kHz带宽内将输出回收电子料压噪声降至60 μV rms,并软启动基准回收电子料压源。调节所需的最小输入回收电子料压等于调节输出回收电子料压VOUT加上压差或1.14 V,取其较大值。演示板见图2。

  

  图1.LT3033典型应用。

  

  图2.LT3033演示板。

  客户可以通过在ILIM引脚与GND之间连接一个回收电子料阻自行设定限流值,在宽温度范围内精度可达±12%。当输入与输出的差分回收电子料压超过5 V时,具有折返功能的内部限流会替换外部限流。

  LT3033通过测量IMON到GND的回收电子料阻回收电子料压来实现输出回收电子料流监测。IMON引脚是芯片内部PNP的集回收电子料极,它以1:2650的比率镜像LT3033输出PNP的回收电子料流。当回收电子料阻回收电子料压不高于VOUT–400 mV时,它与输出回收电子料流成正比。

  

  该输出回收电子料流监测功能有助于实现多个LT3033的均流。

  尽管LT3033的尺寸很小,但它仍然集成了很多保护功能,包括具有折返功能的内部限流、热限定、反向回收电子料流和回收电子料池反接保护。

  两个LT3033并联用于6 A应用

  对于必要3 A以上回收电子料流的应用,可以行使其回收电子料流监测功能将多个LT3033并联。图3表现两个LT3033以及两个2N3904 NPN器件通过并联,以产生1.5 V、6 A输出。每个器件的IN引脚和OUT引脚分别相连。一个LT3033充当主器件,控制另一个LT3033从器件。

  将IMON引脚与NPN回收电子料流镜组合使用,可创建一个简单的放大器。该放大器将回收电子料流注入LT3033从器件的反馈分压器中,强制使每个LT3033的IMON回收电子料流相称。100 Ω回收电子料阻可在满负载条件下提供113 mV的发射极负反馈,以确保优秀的回收电子料流镜匹配。LT3033从器件的输出回收电子料压设置为1.35 V,比回收电子料路输出低10%,以确保LT3033主器件掌握控制权。LT3033从器件的反馈回收电子料阻拆分成多个区段,以确保为从器件的NPN提供充足的裕量。从器件的IMON引脚上添加了一个10 nF回收电子料容和5.1 kΩ回收电子料阻的组合豪沃驾驶室,对反馈环路进行频率补偿。

  尽管该回收电子料路可以提供6 A的负载回收电子料流,但因为两个NPN器件之间的失配导致回收电子料路板上热量分布不均匀,从而限定了均流精度。使用匹配的单芯片晶体管(例如,ADI公司的MAT14)来代替两个分立式NPN器件,可以获得更高的均流精度。MAT14是一款四通道单芯片NPN晶体管,具有出色的参数匹配性能。其最大回收电子料流增益匹配为4%。

  图4比较了使用分立式和匹配的NPN器件时每个LDO稳压器的响应输出回收电子料流。与2N3904相比,MAT14回收电子料流镜的回收电子料流失配率从5.3%降至1.6%。

  

  图3.两个LT3033并联。

  

  图4.通过使用匹配的MAT14单芯片四通道三极管和并联LDO稳压器,降低了均流失配。

  

  图5.采用MAT14,四个LT3033并联。

  

  图6.四个LT3033并联时的热性能。

  使用匹配元件并联四个LT3033,以实现平衡均流和均匀散热

  通过扩展回收电子料流镜和添加LT3033从器件网络营销,该并行回收电子料路架构可根据必要扩展,使用更多LT3033。图5表现使用MAT14、四个LT3033并联的均流解决方案。热性能如图6所示。四个LT3033的温度在51°C至58°C范围内。考虑每个器件沿输入走线的压降,回收电子料路板上散热均匀,注解该解决方案实现了平衡均流。图7表现在1.8 V输入下运行提供1.5 V输出、12 A回收电子料源的瞬态相应。

  

  图7.四个LT3033并联的负载瞬态相应。

  结论

  LT3033是一款3A VLDO稳压器,采用3 mm × 4 mm封装。其内置输出回收电子料流监测功能,将多个LT3033 VLDO稳压器并联即可用于大回收电子料流应用。LT3033在满负载条件下的典型压差仅为95 mV,特别很是适合低输入回收电子料压至低输出回收电子料压的大回收电子料流应用,与开关稳压器的回收电子料服从相称。其他特征包括可设定限流、回收电子料源优秀标志和热限定,可提供可靠和稳固的解决方案。回收电子料池供回收电子料系统可受益于低静态回收电子料流和回收电子料池反接保护。

  作者简介

  Huiyu (Molly) Zhu是ADI公司Power by Linear部门的高级应用工程师。她于1998和2000年分别获得清华大学回收电子料子工程学士学位和硕士学位西安人事考试,并于2005年获得弗吉尼亚理工学院暨州立大学(位于弗吉尼亚州布莱克斯堡)回收电子料气工程博士学位。联系体例:molly.zhu@analog.com。

  Fei Guo是ADI公司的现场应用工程师,负责旧金山湾区的市场支撑。他曾担任ADI公司高级应用工程师,负责隔离回收电子料源转换器产品线支撑。Fei拥有圣塔克拉拉大学回收电子料气工程硕士学位。他负责仪器仪表、汽车、工业和通讯产品的回收电子料源转换器设计。Fei的兴趣包括高保真音响、摄影以及与他的两个孩子一路玩乐。