扩展低压差稳压器输入范围的方法
发布时间:2008/5/28 0:00:00 访问次数:527
由于制造工艺的种种局限性,所有ic的输入电压都会受到限制。当人们试图用一个dc/dc变换器(如线性稳压器)来把很高的电源电压降到较低的稳定电压时,这一局限性就会带来麻烦。在线性稳压器的输入端加接一只fet(效场应管)就能使dc/dc变换器的输入电压范围比单单使用稳压器的大。但是这样一来,fet要承受过大的电压和功耗。
图1示出了一只irf7601型n沟道mosfet加接在tps79228型2.8v、100ma低压差稳压器的输入端上。该稳压器噪声小、电源抑制比高。r1和r2为mosfet的栅极提供偏压,负载电流决定了mosfet的源极电压。(换言之,调节fet的导通电阻就可提供负载电流。)在本例中,最大电源电压为15v,而tps79228的最大推荐工作输入电压为5.5v,所以,本设计使用一只击穿电压为20v的mosfet。
为了确定mosfet栅极的最小偏压,人们需要使用该mosfet的漏极电流ip对栅极一源极电压vgs数据表曲线。irf7601的这种数据表曲线表明,该器件要达到100ma的输出电流,其vgs必须略低于1.5v。因为稳压器的最大压差电压在输出电流为100ma时为10
0mv,所以稳压器的输入电压必须高于2.9v。因此,加在mosfet栅极上的偏压至少应为1.5v+2.9v=4.4v。这样一来,当mosfet输出100ma电流时,其源极电压就不会降到2.9v以下。其最大栅极偏压就是推荐的最大工作电压,即5.5v。这一电压对栅极的驱动绰绰有余,足以在关机模式期间提供稳压器的1μa静态电流。虽然能够在4.4v和5.5v之间对栅极进行偏置,但本设计根据阈值电压的变化,使用了5v偏压。该mosfet的最大功耗为100ma×(15v-2.9v)=1.21w。采用micro8 引脚封装的irf7601可在55℃的环境温度不承受这样大的功耗。
图2所示电路略为复杂一些,但在输入电压变化很大时这种略为复杂的电路是必不可少的。齐纳二极管代替了图1中的r2,从而为mosfet提供了固定不变的栅极驱动。选择齐纳二极管输出电压的方法与上面所述的相同。图1和图2所示的两种电路都能令人满意地使dc/dc变换器的输入电压范围都比变换器ic本身的大。这种单mosfet解决方案是最简单而又最廉价的方案。当电源未经稳压时,用齐纳二极管来加偏压的mosfet则是最佳的选择。
图1 可用一只mosfet开关来扩大低压差稳压器的输入电压范围。
图2 当输入电压变化很大时,齐纳二极管可为mosfet提供固定不变的栅极驱动。
图1示出了一只irf7601型n沟道mosfet加接在tps79228型2.8v、100ma低压差稳压器的输入端上。该稳压器噪声小、电源抑制比高。r1和r2为mosfet的栅极提供偏压,负载电流决定了mosfet的源极电压。(换言之,调节fet的导通电阻就可提供负载电流。)在本例中,最大电源电压为15v,而tps79228的最大推荐工作输入电压为5.5v,所以,本设计使用一只击穿电压为20v的mosfet。
为了确定mosfet栅极的最小偏压,人们需要使用该mosfet的漏极电流ip对栅极一源极电压vgs数据表曲线。irf7601的这种数据表曲线表明,该器件要达到100ma的输出电流,其vgs必须略低于1.5v。因为稳压器的最大压差电压在输出电流为100ma时为10
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图2所示电路略为复杂一些,但在输入电压变化很大时这种略为复杂的电路是必不可少的。齐纳二极管代替了图1中的r2,从而为mosfet提供了固定不变的栅极驱动。选择齐纳二极管输出电压的方法与上面所述的相同。图1和图2所示的两种电路都能令人满意地使dc/dc变换器的输入电压范围都比变换器ic本身的大。这种单mosfet解决方案是最简单而又最廉价的方案。当电源未经稳压时,用齐纳二极管来加偏压的mosfet则是最佳的选择。
图1 可用一只mosfet开关来扩大低压差稳压器的输入电压范围。
图2 当输入电压变化很大时,齐纳二极管可为mosfet提供固定不变的栅极驱动。
由于制造工艺的种种局限性,所有ic的输入电压都会受到限制。当人们试图用一个dc/dc变换器(如线性稳压器)来把很高的电源电压降到较低的稳定电压时,这一局限性就会带来麻烦。在线性稳压器的输入端加接一只fet(效场应管)就能使dc/dc变换器的输入电压范围比单单使用稳压器的大。但是这样一来,fet要承受过大的电压和功耗。
图1示出了一只irf7601型n沟道mosfet加接在tps79228型2.8v、100ma低压差稳压器的输入端上。该稳压器噪声小、电源抑制比高。r1和r2为mosfet的栅极提供偏压,负载电流决定了mosfet的源极电压。(换言之,调节fet的导通电阻就可提供负载电流。)在本例中,最大电源电压为15v,而tps79228的最大推荐工作输入电压为5.5v,所以,本设计使用一只击穿电压为20v的mosfet。
为了确定mosfet栅极的最小偏压,人们需要使用该mosfet的漏极电流ip对栅极一源极电压vgs数据表曲线。irf7601的这种数据表曲线表明,该器件要达到100ma的输出电流,其vgs必须略低于1.5v。因为稳压器的最大压差电压在输出电流为100ma时为10
0mv,所以稳压器的输入电压必须高于2.9v。因此,加在mosfet栅极上的偏压至少应为1.5v+2.9v=4.4v。这样一来,当mosfet输出100ma电流时,其源极电压就不会降到2.9v以下。其最大栅极偏压就是推荐的最大工作电压,即5.5v。这一电压对栅极的驱动绰绰有余,足以在关机模式期间提供稳压器的1μa静态电流。虽然能够在4.4v和5.5v之间对栅极进行偏置,但本设计根据阈值电压的变化,使用了5v偏压。该mosfet的最大功耗为100ma×(15v-2.9v)=1.21w。采用micro8 引脚封装的irf7601可在55℃的环境温度不承受这样大的功耗。
图2所示电路略为复杂一些,但在输入电压变化很大时这种略为复杂的电路是必不可少的。齐纳二极管代替了图1中的r2,从而为mosfet提供了固定不变的栅极驱动。选择齐纳二极管输出电压的方法与上面所述的相同。图1和图2所示的两种电路都能令人满意地使dc/dc变换器的输入电压范围都比变换器ic本身的大。这种单mosfet解决方案是最简单而又最廉价的方案。当电源未经稳压时,用齐纳二极管来加偏压的mosfet则是最佳的选择。
图1 可用一只mosfet开关来扩大低压差稳压器的输入电压范围。
图2 当输入电压变化很大时,齐纳二极管可为mosfet提供固定不变的栅极驱动。
图1示出了一只irf7601型n沟道mosfet加接在tps79228型2.8v、100ma低压差稳压器的输入端上。该稳压器噪声小、电源抑制比高。r1和r2为mosfet的栅极提供偏压,负载电流决定了mosfet的源极电压。(换言之,调节fet的导通电阻就可提供负载电流。)在本例中,最大电源电压为15v,而tps79228的最大推荐工作输入电压为5.5v,所以,本设计使用一只击穿电压为20v的mosfet。
为了确定mosfet栅极的最小偏压,人们需要使用该mosfet的漏极电流ip对栅极一源极电压vgs数据表曲线。irf7601的这种数据表曲线表明,该器件要达到100ma的输出电流,其vgs必须略低于1.5v。因为稳压器的最大压差电压在输出电流为100ma时为10
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图2所示电路略为复杂一些,但在输入电压变化很大时这种略为复杂的电路是必不可少的。齐纳二极管代替了图1中的r2,从而为mosfet提供了固定不变的栅极驱动。选择齐纳二极管输出电压的方法与上面所述的相同。图1和图2所示的两种电路都能令人满意地使dc/dc变换器的输入电压范围都比变换器ic本身的大。这种单mosfet解决方案是最简单而又最廉价的方案。当电源未经稳压时,用齐纳二极管来加偏压的mosfet则是最佳的选择。
图1 可用一只mosfet开关来扩大低压差稳压器的输入电压范围。
图2 当输入电压变化很大时,齐纳二极管可为mosfet提供固定不变的栅极驱动。
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