超低压差线性稳压器的拓扑架构及应用趋势
超低压差线性稳压器的拓扑架构及应用趋势
近年来，低压差稳压器(ldo)在各类电子设备，尤其是对电能有苛刻需求的消费类电子中，得到了广泛的应用。但随着更低压差应用需求的发展，由于ldo拓扑架构的限制，越来越难以满足应用的需求。于是，基于新型拓扑架构的超低压差稳压器(uldo)应运而生。
uldo与ldo的差异 ldo是一种用途极为广泛的集成电路(ic)，它的优点有：电路架构简单、输出纹涟波很低、外部组件很少且简单等等。一般的ldo架构为：一个误差放大器驱动一个p型mosfet，利用回授电位与参考电位做比较，使输出保持在正确的电压。但是当系统中需求的是超低压差、低输出电压(0.8~1.8v)、高输出电流时，用传统单电源、p-mosfet的架构来设计ldo就变得相当困难了。因此ax6610-6615超低压差稳压器系列产品采用n-mosfet来当驱动器，以相同大小的驱动器来说，n-mosfet的驱动特性一般来说是优于p-mosfet的。但在低输入电压时，n-mosfet的驱动特性又显不足，且可能不适合整个ic的工作电压。为此，采用了另一组电源输入来提供ic稳定的工作电压，并且大大提升n-mosfet之驱动能力。藉此方法达成低电压输入转换低电压输出并且能驱动大负载电流。 uldo的特性和拓扑架构 ax6610-6615系列uldo产品设计皆采用双电源之架构来设计，电源vin为输出转换的来源，电源vcntl为内部电路所用电源。再搭配使用n-mosfet作为驱动器。ax6610-6615的参考电位设计在0.8伏特，因此最低的可输出电压可达0.8伏特。其输出电压软启动时间仅有1毫秒，可大幅降低开机时的电流浪涌。输入电压vin、vcntl皆具有过低电压监测功能，当输入电压过低时会停止输出，可避免本身ic端与后方系统端的功能误动作。此外，为了确保后端系统所得到的电压正确无误，本产品具有power-ok引脚，用以提供后端系统告警之用。本身ic内部具备一90欧的放电电阻，在输出关闭时会启用，具有自我快速放电功能。过电流保护电路，会在电流超过安全范围时予以限制。若当输出处于短路状态时，还将启动输出周期性开启机制，不让输出电流持续处于高压差且限制电流值的状态(因为此时之发热功率为最大)直到短路状态被解除。在持续重载或大跨压下，热量会持续累积，温度会上升，当到达最高温度容许值时，会启动过温保护功能，此时会关闭输出，以避免ic烧毁，直到温度恢复到回复点，此时输出将会被重启。此外在线性稳定度、负载稳定度与电源抑制比等指标上(psrr)，ax6610-6615亦有相当优异的表现。
图1：ax661x 系列uldo芯片架构方框图。
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uldo与ldo的差异 ldo是一种用途极为广泛的集成电路(ic)，它的优点有：电路架构简单、输出纹涟波很低、外部组件很少且简单等等。一般的ldo架构为：一个误差放大器驱动一个p型mosfet，利用回授电位与参考电位做比较，使输出保持在正确的电压。但是当系统中需求的是超低压差、低输出电压(0.8~1.8v)、高输出电流时，用传统单电源、p-mosfet的架构来设计ldo就变得相当困难了。因此ax6610-6615超低压差稳压器系列产品采用n-mosfet来当驱动器，以相同大小的驱动器来说，n-mosfet的驱动特性一般来说是优于p-mosfet的。但在低输入电压时，n-mosfet的驱动特性又显不足，且可能不适合整个ic的工作电压。为此，采用了另一组电源输入来提供ic稳定的工作电压，并且大大提升n-mosfet之驱动能力。藉此方法达成低电压输入转换低电压输出并且能驱动大负载电流。 uldo的特性和拓扑架构 ax6610-6615系列uldo产品设计皆采用双电源之架构来设计，电源vin为输出转换的来源，电源vcntl为内部电路所用电源。再搭配使用n-mosfet作为驱动器。ax6610-6615的参考电位设计在0.8伏特，因此最低的可输出电压可达0.8伏特。其输出电压软启动时间仅有1毫秒，可大幅降低开机时的电流浪涌。输入电压vin、vcntl皆具有过低电压监测功能，当输入电压过低时会停止输出，可避免本身ic端与后方系统端的功能误动作。此外，为了确保后端系统所得到的电压正确无误，本产品具有power-ok引脚，用以提供后端系统告警之用。本身ic内部具备一90欧的放电电阻，在输出关闭时会启用，具有自我快速放电功能。过电流保护电路，会在电流超过安全范围时予以限制。若当输出处于短路状态时，还将启动输出周期性开启机制，不让输出电流持续处于高压差且限制电流值的状态(因为此时之发热功率为最大)直到短路状态被解除。在持续重载或大跨压下，热量会持续累积，温度会上升，当到达最高温度容许值时，会启动过温保护功能，此时会关闭输出，以避免ic烧毁，直到温度恢复到回复点，此时输出将会被重启。此外在线性稳定度、负载稳定度与电源抑制比等指标上(psrr)，ax6610-6615亦有相当优异的表现。
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