超低壓差線性穩(wěn)壓器的拓撲架構及應用趨勢

1、超低壓差線性穩(wěn)壓器的拓撲架構及應用趨勢近年來，低壓差穩(wěn)壓器()在各類設備，尤其是對電能有苛刻需求的消費類電子中，得到了廣泛的應用。但隨著更低壓差應用需求的進展，因為ldo拓撲架構的限制，越來越難以滿足應用的需求。于是，基于新型拓撲架構的超低壓差穩(wěn)壓器(uldo)應運而生。一、uldo與ldo的差異ldo是一種用途極為廣泛的(ic)，它的優(yōu)點有：架構容易、輸出紋漣波很低、外部組件很少且容易等等。普通的ldo架構為：一個誤差驅(qū)動一個p型，利用回授電位與參考電位做比較，使輸出保持在正確的。但是當系統(tǒng)中需求的是超低壓差、低輸出電壓(0.81.8v)、高輸出時，用傳統(tǒng)單電源、p-mosfet的架構來設計

2、ldo就變得相當困難了。因此ax6610-6615超低壓差穩(wěn)壓器系列產(chǎn)品采納n-mosfet來當驅(qū)動器，以相同大小的驅(qū)動器來說，n-mosfet的驅(qū)動特性普通來說是優(yōu)于p-mosfet的。但在低輸入電壓時，n-mosfet的驅(qū)動特性又顯不足，且可能不適合囫圇ic的工作電壓。為此，采納了另一組電源輸入來提供ic穩(wěn)定的工作電壓，并且大大提升n-mosfet之驅(qū)動能力。藉此辦法達成低電壓輸入轉換低電壓輸出并且能驅(qū)動大負載電流。二、uldo的特性和拓撲架構ax6610-6615系列uldo產(chǎn)品設計皆采納雙電源之架構來設計，電源vin為輸出轉換的來源，電源vcntl為內(nèi)部電路所用電源。再搭配用法n-mo

3、sfet作為驅(qū)動器。ax6610-6615的參考電位設計在0.8伏特，因此最低的可輸出電壓可達0.8伏特。其輸出電壓軟啟動時光僅有1毫秒，可大幅降低開機時的電流浪涌。輸入電壓vin、vcntl皆具有過低電壓監(jiān)測功能，當輸入電壓過低時會停止輸出，可避開本身ic端與后方系統(tǒng)端的功能誤動作。此外，為了確保后端系統(tǒng)所得到的電壓正確無誤，本產(chǎn)品具有power-ok引腳，用以提供后端系統(tǒng)告警之用。本身ic內(nèi)部具備一90歐的放電，在輸出關閉時會啟用，具有自我迅速放電功能。過電流庇護電路，會在電流超過平安范圍時予以限制。若當輸出處于短路狀態(tài)時，還將啟動輸出周期性開啟機制，不讓輸出電流持續(xù)處于高壓差且限制電流值

4、的狀態(tài)(由于此時之發(fā)熱功率為最大)直到短路狀態(tài)被解除。在持續(xù)重載或大跨壓下，熱量會持續(xù)累積，溫度會升高，當?shù)竭_最高溫度容許值時，會啟動過溫庇護功能，此時會關閉輸出，以避開ic燒毀，直到溫度復原到回復點，此時輸出將會被重啟。此外在線性穩(wěn)定度、負載穩(wěn)定度與電源抑制比等指標上(psrr)，ax6610-6615亦有相當優(yōu)異的表現(xiàn)。三、uldo的應用趨勢在要求“低價、外型輕薄和具備移動上網(wǎng)功能”的將來4c產(chǎn)品前提下，其中的電源設計計劃必需摒棄傳統(tǒng)計劃的如下缺點：1.外部零件復雜2.較高的輸出噪聲和待機功耗3.較高的bom成本為此阿瑟萊特科技特殊針對例如umpc/mid產(chǎn)品而推出兼具極簡化外圍組件和超低

5、壓差的1a5a的uldo線性穩(wěn)壓器，即ax6610ax6615系列，并且為因應其產(chǎn)品輕便和對省電的要求，例如在搭載intel atom或via nano平臺上的電源所需提供umpc/mid的各組低電壓轉換所要求的穩(wěn)定電源供給計劃。例如: 1.5v轉1.2v穩(wěn)定供應802.11/wireless模塊所需的1a5a計劃或1.8v/1.5v轉1.1v供應系統(tǒng)芯片集pch(platform controller hub)的2a4a動態(tài)電源所需，可將外部所需要的組件減到最少并且能比傳統(tǒng)的開關式穩(wěn)壓器得到更低的紋波噪聲，對客戶而言有極高的性價比。圖1：ax661x 系列uldo芯片架構方框圖。ax6610

6、6615系列為可提供在大電流，超低壓差，低紋波干擾，又兼具極低待機功耗(30a以下)的線性電壓轉換器，輸入電壓最低可由1.1v到最高5伏，輸出電壓可以在0.83.3伏之間依需要調(diào)節(jié)，主要應用于低電壓輸入輸出的線性電壓轉換器，筆記本電腦型計算機，主機板，網(wǎng)絡系統(tǒng).等裝置的電壓轉換。ax6610-6615應用上提供高抗噪聲功能(psrr高達-65db)及穩(wěn)定的工作電壓，輸出電壓的瞬態(tài)響應快，而且提供power-ok輸出功能，便利提供電源監(jiān)測，輸出可適用于固態(tài)電容(鋁/鉭)及陶瓷電容(mlcc)，其內(nèi)部具有完整的系統(tǒng)庇護功能包括軟啟動、低電壓鎖定(uvlo)、短路庇護(scp)、過溫度庇護(otp)及過電流庇護(ocp)功能而不需用法外部多余組件即可做到上述功能而且使電路設計達到微小化的要求。ax6610-6615采納底部無遮擋墊的sop-8 lep無鉛封裝，利用散熱片可以將熱量導至印刷電路板上，大幅降低組件表面溫度以符合umpc/mid應用需求。圖2：ax6610的典型應用電路。阿瑟萊特科技(axelite technology)在今年3q還剛剛推出比ax66xx系列擁有更高耐電壓(達到24v)并且具有大電流輸出，極低壓差特