Seguimiento de potencia para reguladores lineales

El LTC2923 proporciona un control simple y versátil del comportamiento de encendido y apagado de las fuentes de alimentación conmutadas. Permite que varias fuentes de alimentación sigan un voltaje de suministro principal, por lo que sus voltajes relativos cumplen especificaciones estrictas para alimentar semiconductores digitales modernos, como DSP, microprocesadores, FPGA y ASIC. El LTC2923 está diseñado específicamente para funcionar con fuentes de alimentación conmutadas (consulte "Seguimiento de alimentación diversa no MOSFET" en Tecnología lineal Magazine, febrero de 2004), pero se adapta fácilmente a los controladores lineales, incluidos los populares tipos de caída baja (LDO). Aquí hay un resumen de algunas técnicas para controlar reguladores lineales con el LTC2923.

La Tabla 1 enumera tres controladores lineales monolíticos populares probados con el LTC2923. El uso de estos tres LDO monolíticos de seguimiento de potencia para reguladores lineales con el LTC2923 es generalmente muy simple:

• El LTC3020 es un regulador de caída baja (LDO) de 100 mA que funciona con voltajes de suministro de entrada entre 1 V y 10 V. Dado que su pin ADJ se comporta como el pin de retroalimentación en la mayoría de los reguladores de conmutación, rastrea la salida del LTC3020 usando el LTC2923 simple. Los circuitos estándar y los procedimientos de diseño que se muestran en la hoja de datos del LTC2923 no necesitan modificarse cuando se usan con el LTC3020 (Figuras 1 y 2).
• El LTC3025 monolítico CMOS LDO de 300 mA controla los suministros de entrada entre 0,9 V y 5,5 V, aunque la parte tiene un suministro de polarización entre 2,5 V y 5,5 V de potencia. Al igual que el LT3020, el pin ADJ del LTC3025 es operativamente idéntico a los interruptores comunes. Por este motivo, el LTC3025 combinado con un LTC2923 proporciona una solución de seguimiento de energía simple para cargas inferiores a 300 mA (Figuras 1 y 2).
• El LTC1844 CMOS LDO maneja cargas de hasta 150 mA con voltajes de suministro de entrada entre 1,6 V y 6,5 V. Cuando se usa junto con el LTC2923, se debe incluir un condensador de anticipación como se describe en la sección "Funcionamiento ajustable" de la hoja LTC1844 datos. . De lo contrario, no se requiere ninguna consideración especial.

La Tabla 2 muestra la familia LTC1761 de reguladores monolíticos bipolares de baja caída. Estos controladores cubren una amplia gama de corrientes de carga y ofrecen una respuesta transitoria excepcional y bajo nivel de ruido, lo que los convierte en una opción popular para aplicaciones con cargas por debajo de 3A.

En estos reguladores, el pin ADJ consume una corriente excesiva cuando el pin OUT cae por debajo de aproximadamente 1 V, una región de operación que los LDO normalmente no experimentan. Sin embargo, un LDO que rastrea otra fuente de alimentación ingresa a esta región cuando la salida es inferior a 1 V (Figura 3). Si no se tiene en cuenta este exceso de corriente, la salida del LDO será ligeramente superior a la ideal cuando esté por debajo de 1 V. Se han utilizado tres técnicas para rastrear con éxito las salidas de esta familia de LDO por debajo de 1 V.

Si no se requieren voltajes de caída bajos, simplemente conecte dos diodos en serie al pin de SALIDA (Figura 4). En esta configuración, el pin OUT permanece dos diodos por encima de la salida del circuito. Por lo tanto, el LDO permanece en su rango de funcionamiento normal incluso cuando la salida se acerca a tierra. Dado que las resistencias de retroalimentación están conectadas a la salida, el LDO controla el voltaje en la salida del circuito en lugar del pin de SALIDA del LDO. El voltaje del diodo varía con la corriente de carga y la temperatura, así que verifique que la salida sea lo suficientemente baja en el voltaje mínimo del diodo. Asimismo, el voltaje de entrada debe ser lo suficientemente alto para controlar la salida cuando el diodo está en su máxima caída de voltaje. Esta solución aumenta efectivamente el voltaje de caída del regulador lineal en dos caídas de diodo. Por lo tanto, las aplicaciones que requieren un voltaje de caída bajo se atienden mejor con las siguientes soluciones.

Considere usar los reguladores de voltaje LT1761, LT1962, LT1762 o LT1763 cuando la carga sea inferior a 500 mA y se requiera un voltaje de caída bajo. Una parte de salida fija (como el LTC1763A-1.5) se puede usar como LDO ajustable si el pin SENSE se trata como un pin ADJ con un voltaje de retroalimentación de 1.5 V (Figura 5). El pin SENSE en las secciones de salida fija consume alrededor de 10 μA independientemente del voltaje del pin OUT, a diferencia del pin ADJ en las secciones ajustables. Al elegir resistencias de retroalimentación, minimice el error de salida compensando los 10 μA adicionales de corriente que se ven a través de la resistencia superior. Utilice también resistencias de valor pequeño para minimizar el error debido a los límites de la hoja de datos de 0 μA a 20 μA y evite valores tan pequeños que el IFB LTC2923 de 1 mA no pueda conducir la salida a tierra. Para satisfacer estas restricciones, asegúrese de que la combinación en paralelo de las dos resistencias de retroalimentación sea ligeramente superior a 1,5 kΩ. Para la mayoría de los voltajes de salida, el error de salida debido a la corriente del pin SENSE se reduce a alrededor del 1%.

El LT1963A y el LT1764A pueden ser adecuados para aplicaciones que requieren corrientes de carga más altas y voltajes de caída bajos. Estas piezas están especificadas para corrientes de carga de 1,5 A y 3 A respectivamente. Desafortunadamente, el pin SENSE de estas partes de salida fija consume alrededor de 600 μA.

Para usar estas partes, configure un amplificador operacional para amortiguar el voltaje de las resistencias de retroalimentación al pin SENSE de las versiones de salida fija de 1.5 V (Figura 6). Si el amplificador operacional está configurado con una ganancia de voltaje de 2, el regulador de 1,5 V se comporta junto con la amplitud operacional como un regulador de salida ajustable con un voltaje de referencia de 0,75 V. La entrada del amplificador operacional ahora actúa como un ADJ aporte. el nuevo gobernante. Esta técnica permite el uso de LT1963A/LT1764A de alta corriente donde la pérdida de voltaje de los diodos en serie sería inaceptable. Esto también funciona para LT1761, LT1962, LT1762 y LT1763 en los casos en que la corriente del pin ADJ de 10 μA produce un error de voltaje de salida inaceptable.

La tabla hace 3 resume las características de los reguladores de caída baja LT1575 y LT3150. Estos dispositivos controlan dispositivos MOSFET de paso de canal N externos para aplicaciones de alta corriente/alta potencia. El LTC3150 también incluye un regulador de impulso que genera una compuerta para el FET externo.

El LTC2923 sigue las salidas del LT1575 y LT3150 sin modificaciones especiales. Dado que estos reguladores lineales solo reducen la puerta del FET a aproximadamente 2,6 V, los FET de umbral bajo no pueden permitir que la salida caiga por debajo de unos pocos cientos de miliamperios. Esto es aceptable para la mayoría de las aplicaciones.