在該設計中,當電壓轉換器(MAX100)升壓輸入電壓以驅動驅動n溝道MOSFET的穩壓器(MAX680)時,不會產生666mV壓差穩壓器。該電路使用n溝道MOSFET代替PNP晶體管來提供最低的壓差。
就低 RON,低壓差、正電壓穩壓器的最佳調整管是 N 溝道 MOSFET。然而,所有這些商用穩壓器都使用雙極性PNP調整管。在這些應用中,PNP晶體管可以完全飽和,因為基極電壓低于輸出電壓,產生小于0.4V的集電極-發射極電壓。相比之下,NPN調整管兩端的相應壓降大于VBE(SAT)(最小值為1.2V),因為穩壓器電路通常不提供高于輸入(VCC)的基極驅動電壓。
N 溝道 MOSFET 提供最低的 VDROP = IOUT × RON,但所需的 VGS 驅動隨輸出電流而變化,范圍比輸出電壓高 3 至 4 V。在圖1中,電路采用電壓轉換器芯片(IC1)提供該驅動電壓,該芯片使用電荷泵技術將5V輸入升壓至10V。然后,10V輸出驅動一個正電壓穩壓器(IC2),而IC2又驅動N溝道、邏輯電平MOSFET Q1。Q1可用的柵極驅動保持高電平(10V),因為進入IC2的低電源電流(10μA)通過IC1產生很小的IR壓降(約1.5mV),這使得IC1的輸出幾乎是VCC值的兩倍。
在500mA工作期間,壓差(維持穩壓的VCC-VOUT的最小值)僅為100mV。靜態電流僅為1mA,這要歸功于IC1和IC2的CMOS技術。電阻R3可防止MOSFET柵極在穩壓器關斷時浮動,反饋電阻R1和R2設置穩壓器的輸出電壓VOUT:
IC2還集成了一個低電池電量檢測器,當檢測器的輸入電壓(連接的LBI)低于1.3V時,其輸出(LOB)變為低電平。如圖所示,電路檢測VCC過壓。對于正常范圍VCC水平,LBO保持低電平,當VCC超過其上限(在本例中為6.3V)時,LBO變為高電平。當LBO將SHDN輸入拉高時,IC2關斷,從而通過移除其柵極驅動來防止調整管中的過度耗散。R7通過限制IC1的電流來保護IC1。
您還可以使用檢波器檢測Q1中的完全飽和(VCC小于VOUT加100mV的條件)。將 SHDN 接地。(或者,您可以通過使用 CMOS 門驅動 SHDN 來關閉和打開輸出。將R5–R6分壓器設置為在VCC = VOUT + 100mV時產生1.3V,然后監視LBO的低(故障)條件。
審核編輯:郭婷
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