在圖1電路中增加一個(gè)調(diào)整管,使線性穩(wěn)壓器(LDO)能夠向負(fù)載提供更多電流。該器件包含詳細(xì)的功耗分析,以幫助電路開發(fā)人員選擇每個(gè)組件的適當(dāng)額定功率。此外,實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)顯示,該器件在溫度、線路和負(fù)載范圍內(nèi)都很穩(wěn)定。
在負(fù)線性穩(wěn)壓器(圖1中的U1)上增加四個(gè)元件可使允許負(fù)載電流增加60%。組件的成本在 0.17k 批量中低于 1 美元。
圖1.調(diào)整管和相關(guān)電阻可將該負(fù)線性穩(wěn)壓器中的負(fù)載電流提升 60%。
將SET端子接地可將U1的輸出電壓設(shè)置為-2.5V。U1的最大負(fù)載電流為200mA,額外的元件(Q1, R1, R2和 R3) 從負(fù)載中再吸收 120mA 最大值,產(chǎn)生 (在不降低輸出調(diào)節(jié)的情況下) 320mA 的總最大負(fù)載電流。
R1降低了Q1的功耗,防止Q1的熱失控,并提供瞬時(shí)保護(hù),防止輸出短路。它還通過限制Q1環(huán)路中的增益來防止振蕩。流過U1的電流從OUT流向VSS,在R2和R3兩端產(chǎn)生VR2的壓降,從而允許Q1在VR2接近Q1的基極至發(fā)射極閾值時(shí)傳導(dǎo)負(fù)載電流。室溫下的閾值 (VBE) 約為 0.7V。
選擇R1、R2和R3的值,以確保R2、R3和Q1在最大負(fù)載電流(本例中為320mA)下消耗最大功率。在320mA時(shí),U1導(dǎo)通200mA,Q1導(dǎo)通120mA。最大負(fù)載下的組件功耗如下:
PR1 = IR12 × R1 = 120mA2 × 9.1Ω ≈ 131mW
PQ1 = VQ1 × IQ1 = (VSS - VR1 - VOUT) × IQ1 = (5V - 1.1V - 2.5V) × 120mA ≈ 168mW
PR2 = IR22 × R2 = 100mA2 × 18Ω ≈ 180mW
PR3 = IR32 × R3 = 100mA2 × 18Ω ≈ 180mW
PU1 = VU1 × IU1 = (VSS - VR2 - VOUT) × IU1 = (5V - 1.8V - 2.5V) × 200mA ≈ 140mW
為了提供更高的負(fù)載電流,可以通過提高R的功率耗散額定值來輕松修改電路1, R2, R3和 Q1.表1詳細(xì)說明了針對(duì)320mA負(fù)載電流所示的元件。為了提高功耗,電路板應(yīng)有足夠的銅連接到功耗元件的引線。然后熱量通過元件傳導(dǎo)到電路板,擴(kuò)散到銅區(qū)域,并通過對(duì)流從電路板上去除。
表 1.圖1 組件
元件 |
制造商 零件編號(hào) 說明 |
包 | 功耗 | +85°C時(shí)的允許功耗 |
R1 |
金谷公司 RMC18-9R1JB 9.1Ω ±5% 電阻 |
1206 |
+250°C 以上 4mW 降額 55.70mW /°C |
181.75毫瓦 |
R2, R3 |
金谷公司 RMC18-18RJB 18Ω ±5% 電阻 |
1206 |
+250°C 以上 4mW 降額 55.70mW /°C |
181.75毫瓦 |
Q1 |
中央半導(dǎo)體公司 CMPT2222A NPN 晶體管 |
SOT23-3 |
+350°C 以上 2mW 降額 8.25mW/°C |
182毫瓦 |
U1 |
Maxim 集成 MAX1735EUK25 200mA 負(fù) LDO |
SOT23-5 |
+571°C 以上 7mW 降額 1.70mW /°C |
464.5毫瓦 |
圖 2b.
圖 2d.
圖 2f.
圖2.曲線和波形表征了圖1的輸出:輸出電壓與負(fù)載電流(a)、輸出電壓與電源電壓(b)、輸出電壓與溫度(c)、線路瞬態(tài)響應(yīng)(d)、負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)(e)和關(guān)斷響應(yīng)(f)。
審核編輯:郭婷
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