我们该如何选择高电流、高精度、低噪音低压降稳压器?

 在亚洲生活和工作让我遇到了很多有趣的支持问题。例如,最近有人问我TI有没有针对低压降控制器的跨设备。该控制器位于小外形晶体管(SOT)-236封装内,该封装在印刷电路板(PCB)上所占面积为3mm×3mm。图1所示为所推荐的控制器原理图。

 
稳压器(英语:voltage stabilizer)是指电子工程中的一种被设计来自动维持恒定电压的装置。一个稳压器可能是简单的“前馈”设计或者可能包含负反馈控制回路。稳压器还可能使用了机电机制或电子模块。根据不同的设计,稳压器可以分为直流稳压和交流稳压。稳压器常在电源供应系统中使用,与整流器、电子滤波器等配合工作,提供稳定输出的电压,例如微处理器和其他元件所需的工作电压。在交流发电机乃至发电厂的大型发电机中,稳压器控制着输出的电压的稳定性。在一个分布式配电系统中,稳压器可能被安装在一个子电站或者沿着导线延伸的方向上,以保证用户无论功率高低都能得到稳定的电压。
我们该如何选择高电流、高精度、低噪音低压降稳压器?
                                                                   图1:简单的低压降控制器
 
从表面来看,使用高电流稳压器似乎是不错的选择。了解到设计工程师想要支持1.35VIN 到1.0VOUT的最大4A电流后,我推荐其使用TPS7A85。TPS7A85并非控制器,但其可以完全集成到3.5mm×3.5mm、20引脚、方形扁平无引脚(QFN)封装的4A LDO电压稳压器中。很显然,这一封装比SOT-236要略微大一些。
 
我当即得到的回复是,“TPS7A85太复杂了。”有时,引脚越多意味着越复杂;然而,在TPS7A85中,更多的引脚实际上却转换为更少的组件。查看一下图2中的TPS7A85等效原理图,你可以发现外部组件数量从9个减少到了5个。
 
输入电源
 
偏置电源
 
至负载
我们该如何选择高电流、高精度、低噪音低压降稳压器?
                                                                图2:TPS7A85用作4A的低压降稳压器
 
为什么少了四个组件呢?TPS7A85具有TI的可调输出功能,用户可以利用电压设置引脚动态地设置VOUT。只要这些引脚中的其中一个接地,相应的电压便会加上800mV内部参考电压。因此,通过将200mV引脚接地,VOUT便立即变为1.0V。
 
利用这一功能,您可以通过简单地将合适的电压设置引脚接地,在800mV到3.95V间调节电压,从而打造出想要的输出电压。该方法可量化的好处有:
 
确保1%精度的输出调节。
 
无需购买精密反馈电阻器来设置VOUT(当然,如果您希望的话,仍可以搭配使用FB引脚和外部电阻器)。
 
可以在应用中动态设置VOUT。
 
搭配使用低压降控制器后,总效率仅为1/1.35V,或74%。功率FET中的总功耗最差为4A ×4350mV,或1.4W。结果表明,这与您通过低压降稳压器得到的效率一样。
 
为了管理热量,控制器使用两个外部FET帮助散热,如图3所示。
我们该如何选择高电流、高精度、低噪音低压降稳压器?