Радиолоцман Электроника en
расширенный поиск +
  

22-01-2019

Расширение диапазона входных напряжений LDO регулятора

Texas Instruments » TPS79228

Журнал РАДИОЛОЦМАН, октябрь 2018

Jeff Falin

EDN

Диапазон входных напряжений любой микросхемы ограничен тем или иным значением, зависящим от технологического процесса, использованного при ее изготовлении. Это ограничение может доставлять неудобство в том случае, когда высокое напряжение питания нужно понизить с помощью линейного стабилизатора. Добавление МОП-транзистора на вход линейного регулятора позволяет создать схему с более широким диапазоном входных напряжений, чем у одного регулятора. Избыточное напряжение и, соответственно, мощность, выделяются на МОП-транзисторе.

На Рисунке 1 показан n-канальный MOSFET IRF7601 на входе малошумящего 100-миллиамперного LDO регулятора TPS79228 с выходным напряжением 2.8 В, отличающегося высоким коэффициентом подавления пульсаций питания. Резисторы R1 и R2 обеспечивает напряжение смещения на затворе MOSFET, а ток нагрузки определяет напряжение на истоке MOSFET. (Другими словами, сопротивление открытого МОП-транзистора подстраивается под ток нагрузки). В этом примере максимальное напряжение источника питания равно 15 В, но максимальное рекомендуемое рабочее входное напряжение TPS79228 составляет 5.5 В, поэтому в схеме используется MOSFET с пробивным напряжением 20 В.

Расширение диапазона входных напряжений LDO регулятора
Рисунок 1. Для расширения диапазона входных напряжения LDO
регулятора можно использовать ключ на MOSFET.

Для того чтобы определить минимальное напряжение смещения затвора MOSFET, необходимо в технической документации посмотреть на зависимость тока стока ID от напряжения затвор-исток VG. Из графика зависимости для IRF7601 видно, что при выходном токе 100 мА напряжение затвор-исток должно быть чуть ниже 1.5 В. Поскольку максимальное напряжение, падающее на регуляторе при токе 100 мА, равно 100 мВ, его входное напряжение должно оставаться на уровне, превышающем 2.9 В. Поэтому напряжение смещения на затворе MOSFET должно быть не меньше 1.5 В + 2.9 В = 4.4 В. Таким образом, если MOSFET отдает в нагрузку 100 мА, напряжение на его стоке не должно опускаться ниже 2.9 В. Что касается максимального напряжения смещения затвора, то оно просто должно быть равно максимальному рекомендованному рабочему напряжению регулятора, или 5.5 В. Этого напряжения более чем достаточно для эффективного управления затвором, обеспечивающего в режиме отключения ток регулятора порядка 1 мкА. Хотя напряжение смещения затвора может быть любым в диапазоне от 4.4 В до 5.5 В, для компенсации технологического разброса пороговых напряжений оно выбрано  равным 5 В. Максимальная мощность, рассеиваемая МОП-транзистором, равна

100 мА × (15 В – 2.9 В) = 1.21 Вт.

Такую мощность транзистор IRF7601 в корпусе Micro 8 может рассеивать при температуре окружающей среды до 55 °C.

В тех случаях, когда входное напряжение может значительно меняться, фиксированное напряжение на затворе MOSFET поддерживается стабилитроном.
Рисунок 2. В тех случаях, когда входное напряжение может значительно
меняться, фиксированное напряжение на затворе MOSFET
поддерживается стабилитроном.

Схема на Рисунке 2 немного сложнее, но будет полезна в тех случаях, когда входное напряжение может значительно меняться. Фиксированное напряжение затвора MOSFET здесь обеспечивается стабилитроном, заменившим резистор R2 на Рисунке 1. Напряжение стабилитрона выбирается так же, как объяснялось выше. Для создания стабилизатора с более широким диапазоном входных напряжений, чем позволяет микросхема, подходит любая из двух схем. Решение с одним MOSFET является простейшим и самым дешевым. В том случае, когда схема питается от нестабилизированного источника, лучше выбрать вариант со стабилитроном в цепи смещения затвора MOSFET.

Материалы по теме

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Extend the input range of a low-dropout regulator

Цена TPS79228TPS79228 на РадиоЛоцман.Цены — от 27,32 до 89,60 руб.
14 предложений от 14 поставщиков
Линейный стабилизатор напряжения, LDO, положительной полярности, 2.8 В, 0.1 А
ПоставщикПроизводительНаименованиеЦена
ТриемаTPS79228DBVR27,32 руб.
ЭИКTexas InstrumentsTPS79228DBVR29,01 руб.
ТаймЧипсTexas InstrumentsTPS79228DBVR2.8Vпо запросу
ИнтерияTexas InstrumentsTPS79228DBVRпо запросу
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя
Рекомендуемые публикации по теме:
Схемы  »
Расширьте диапазон входных напряжений низковольтного понижающего импульсного регулятора
Схемы  »
Расширьте диапазон входных напряжений - задействуйте «Simple Switcher»
Схемы  »
Расширение частотного диапазона ДМВ приставки
Форум  »
Инверторы 220 синус СибКонтакт с широким диапазоном входных напряжений
Схемы  »
Расширение диапазона входного напряжения источника питания

При перепечатке материалов с сайта прямая ссылка на РадиоЛоцман обязательна.

Приглашаем авторов статей и переводов к публикации материалов на страницах сайта.

Бесснаберный FLYBACK с транзисторами 950 В P7
Уникальный подход MORNSUN к разработке DC/DC-преобразователей
Срезы ↓
Новая Инженерная Школа
Новая Инженерная Школа
Курсы и семинары для инженеров, технологов, разработчиков и конструкторов предприятий приборостроения.
Рейтинг@Mail.ru