LT1584/LT1585/LT1587：高性能低功耗線性穩(wěn)壓器的理想之選

在電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域，線性穩(wěn)壓器是一種常見(jiàn)且關(guān)鍵的元件，它能夠?yàn)殡娐诽峁┓€(wěn)定的電壓輸出。今天，我們要介紹的是 Linear Technology 公司推出的 LT1584/LT1585/LT1587 系列低功耗線性穩(wěn)壓器，這一系列產(chǎn)品在性能和應(yīng)用方面都有著出色的表現(xiàn)。

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1. 產(chǎn)品特性

1.1 輸出電流與快速響應(yīng)

LT1584、LT1585 和 LT1587 分別具備 7A、4.6A 和 3A 的輸出電流能力。在當(dāng)今電子設(shè)備對(duì)電源要求日益嚴(yán)苛的背景下，這樣的大電流輸出能力能夠滿足眾多高功率設(shè)備的需求。而且，它們擁有快速的瞬態(tài)響應(yīng)能力，能夠在負(fù)載電流發(fā)生快速變化時(shí)，迅速調(diào)整輸出電壓，保持電壓的穩(wěn)定。這對(duì)于一些對(duì)電源穩(wěn)定性要求極高的設(shè)備，如微處理器等，尤為重要。

1.2 低 dropout 電壓

該系列產(chǎn)品在多個(gè)電流下都能保證較低的 dropout 電壓。Dropout 電壓是指穩(wěn)壓器能夠正常工作時(shí)，輸入電壓與輸出電壓之間的最小差值。較低的 dropout 電壓意味著在相同的輸入電壓下，能夠輸出更高的電壓，從而提高了電源的效率。例如，在一些電池供電的設(shè)備中，低 dropout 電壓可以延長(zhǎng)電池的使用壽命。

1.3 精準(zhǔn)的負(fù)載調(diào)節(jié)

負(fù)載調(diào)節(jié)率是衡量穩(wěn)壓器性能的重要指標(biāo)之一。LT1584/LT1585/LT1587 的典型負(fù)載調(diào)節(jié)率為 0.05%，這意味著在負(fù)載電流發(fā)生變化時(shí)，輸出電壓的變化非常小，能夠?yàn)樨?fù)載提供穩(wěn)定的電源。

1.4 完善的保護(hù)功能

• 電流限制：電流限制經(jīng)過(guò)精確調(diào)整，能夠確保指定的輸出電流，并控制短路電流，防止因過(guò)大的電流對(duì)設(shè)備造成損壞。
• 熱限制：芯片內(nèi)部集成了熱限制功能，當(dāng)芯片的結(jié)溫超過(guò)一定值時(shí)，會(huì)自動(dòng)降低輸出電流，以保護(hù)芯片免受過(guò)熱損壞。

1.5 標(biāo)準(zhǔn)封裝

LT1585 和 LT1587 提供通孔和表面貼裝兩種版本的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 3 引腳 TO - 220 功率封裝，而 LT1584 則提供通孔 3 引腳 TO - 220 功率封裝。這種標(biāo)準(zhǔn)封裝使得該系列產(chǎn)品在 PCB 設(shè)計(jì)和組裝過(guò)程中更加方便。

2. 應(yīng)用場(chǎng)景

2.1 微處理器供電

LT1584/LT1585/LT1587 非常適合為 Pentium、PowerPC 等微處理器提供電源?，F(xiàn)代微處理器的工作頻率越來(lái)越高，對(duì)電源的穩(wěn)定性和響應(yīng)速度要求也越來(lái)越嚴(yán)格。該系列產(chǎn)品的快速瞬態(tài)響應(yīng)和低 dropout 電壓特性，能夠滿足微處理器在不同負(fù)載下的電源需求。

2.2 低電壓邏輯電路

在一些低電壓邏輯電路中，需要穩(wěn)定的電源來(lái)保證電路的正常工作。LT1584/LT1585/LT1587 可以為這些電路提供 2.5V 至 3.6V 的穩(wěn)定輸出電壓。

2.3 電池供電電路

對(duì)于電池供電的設(shè)備，如便攜式電子設(shè)備等，電源的效率和穩(wěn)定性至關(guān)重要。該系列產(chǎn)品的低 dropout 電壓和低靜態(tài)電流特性，能夠有效延長(zhǎng)電池的使用壽命。

2.4 開(kāi)關(guān)電源后置穩(wěn)壓

在開(kāi)關(guān)電源的輸出端，使用 LT1584/LT1585/LT1587 進(jìn)行后置穩(wěn)壓，可以進(jìn)一步提高電源的穩(wěn)定性和輸出電壓的精度。

3. 電氣特性

3.1 參考電壓與輸出電壓

參考電壓和輸出電壓是穩(wěn)壓器的重要參數(shù)。在不同的條件下，LT1584/LT1585/LT1587 的參考電壓和輸出電壓都有明確的規(guī)格范圍。例如，在特定的輸入輸出電壓差和負(fù)載電流條件下，參考電壓的典型值為 1.25V，輸出電壓的精度在 ±2% 至 ±5.5% 之間。

3.2 線路調(diào)節(jié)與負(fù)載調(diào)節(jié)

線路調(diào)節(jié)率和負(fù)載調(diào)節(jié)率反映了穩(wěn)壓器在輸入電壓和負(fù)載電流變化時(shí)，輸出電壓的穩(wěn)定程度。該系列產(chǎn)品的線路調(diào)節(jié)率典型值為 0.005%，負(fù)載調(diào)節(jié)率典型值為 0.05%，能夠在不同的工作條件下保持輸出電壓的穩(wěn)定。

3.3 壓降電壓

壓降電壓是指穩(wěn)壓器在輸出特定電流時(shí)，輸入電壓與輸出電壓之間的差值。LT1584/LT1585/LT1587 的壓降電壓在不同的電流和溫度條件下有不同的表現(xiàn)，一般在 1.15V 至 1.5V 之間。

3.4 電流限制

不同型號(hào)的產(chǎn)品有不同的電流限制值。例如，LT1584 的電流限制值在 7.1A 至 8.25A 之間，LT1585 和 LT1587 的電流限制值則根據(jù)不同的溫度和輸入輸出電壓條件有所不同。

3.5 其他特性

該系列產(chǎn)品還具有調(diào)整引腳電流、最小負(fù)載電流、靜態(tài)電流、紋波抑制等特性。紋波抑制是指穩(wěn)壓器對(duì)輸入電壓中的紋波信號(hào)的抑制能力，該系列產(chǎn)品在 120Hz 時(shí)的紋波抑制典型值為 72dB，能夠有效減少輸出電壓中的紋波干擾。

4. 典型性能曲線

4.1 壓降電壓與輸出電流關(guān)系

從典型性能曲線中可以看出，壓降電壓隨著輸出電流的增加而增加。在不同的溫度條件下，壓降電壓的變化趨勢(shì)也有所不同。這對(duì)于設(shè)計(jì)人員在選擇合適的穩(wěn)壓器和確定工作條件時(shí)具有重要的參考價(jià)值。

4.2 短路電流與輸入輸出壓差關(guān)系

短路電流與輸入輸出壓差之間存在一定的關(guān)系。通過(guò)分析短路電流與輸入輸出壓差的曲線，可以了解穩(wěn)壓器在短路情況下的保護(hù)性能。

4.3 負(fù)載調(diào)節(jié)與溫度關(guān)系

負(fù)載調(diào)節(jié)率會(huì)隨著溫度的變化而發(fā)生變化。在不同的溫度條件下，穩(wěn)壓器的負(fù)載調(diào)節(jié)性能有所不同。設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)實(shí)際的工作溫度范圍來(lái)選擇合適的穩(wěn)壓器。

5. 應(yīng)用信息

5.1 穩(wěn)定性設(shè)計(jì)

為了保證穩(wěn)壓器的穩(wěn)定性，需要在輸出端添加一定的電容。對(duì)于 LT1584/LT1585/LT1587，通常需要在輸出端添加 22μF 的固體鉭電容或 100μF 的鋁電解電容。在可調(diào)版本的穩(wěn)壓器中，對(duì)調(diào)整引腳進(jìn)行旁路可以提高紋波抑制和瞬態(tài)響應(yīng)性能，但會(huì)增加所需的輸出電容值。

5.2 保護(hù)二極管

在正常工作情況下，LT1584/LT1585/LT1587 不需要額外的保護(hù)二極管。內(nèi)部的二極管可以處理微秒級(jí)的 50A 至 100A 的浪涌電流。只有在輸出電容值較大且輸入引腳瞬間接地的情況下，才需要在輸出和輸入引腳之間添加保護(hù)二極管。

5.3 過(guò)載恢復(fù)

LT1584 具有安全區(qū)域保護(hù)功能，能夠在輸入輸出電壓變化時(shí)調(diào)整電流限制，保證功率晶體管在安全的工作區(qū)域內(nèi)。但在某些情況下，如重負(fù)載、高輸入電壓和低輸出電壓時(shí)，去除輸出短路后輸出電壓可能無(wú)法恢復(fù)，需要對(duì)電源進(jìn)行循環(huán)操作。而 LT1585/LT1587 由于不需要折返電路來(lái)提供安全區(qū)域保護(hù)，不會(huì)出現(xiàn)這種問(wèn)題。

5.4 紋波抑制

對(duì)于需要提高紋波抑制性能的應(yīng)用，可以使用可調(diào)版本的穩(wěn)壓器，并在調(diào)整引腳和地之間添加旁路電容。旁路電容的大小與輸入紋波頻率有關(guān)，例如在 120Hz 時(shí)，需要 22μF 的電容；在 10kHz 時(shí)，只需要 0.22μF 的電容。

5.5 輸出電壓設(shè)置

可調(diào)版本的 LT1584/LT1585/LT1587 在輸出引腳和調(diào)整引腳之間會(huì)產(chǎn)生 1.25V 的參考電壓。通過(guò)在這兩個(gè)引腳之間連接電阻 R1 和 R2，可以設(shè)置輸出電壓。輸出電壓的計(jì)算公式為 (V{OUT}=V{REF}(1 + R2/R1) + I{ADJ}(R2))，其中 (I{ADJ}) 為調(diào)整引腳的電流，通常為 55μA。

5.6 負(fù)載調(diào)節(jié)

由于 LT1584/LT1585/LT1587 是三端器件，無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正的遠(yuǎn)程負(fù)載感測(cè)。負(fù)載調(diào)節(jié)受到連接穩(wěn)壓器和負(fù)載的導(dǎo)線電阻的限制。對(duì)于固定電壓器件，通過(guò)將器件的接地引腳連接到負(fù)載的負(fù)極，可以實(shí)現(xiàn)負(fù)端感測(cè)；對(duì)于可調(diào)電壓器件，將輸出分壓電阻的底部連接到負(fù)載的負(fù)極，可以獲得更好的負(fù)載調(diào)節(jié)性能。

5.7 熱考慮

在正常連續(xù)負(fù)載條件下，需要考慮從結(jié)到環(huán)境的所有熱阻來(lái)源，包括結(jié)到殼的熱阻、殼到散熱器的界面熱阻和散熱器的熱阻。通過(guò)合理的散熱設(shè)計(jì)，可以確保穩(wěn)壓器在安全的溫度范圍內(nèi)工作。例如，在使用 LT1585CT - 3.3 時(shí)，通過(guò)計(jì)算功率損耗和結(jié)溫，可以判斷穩(wěn)壓器是否在安全的溫度范圍內(nèi)工作。

6. 典型應(yīng)用電路

6.1 Intel 486 DX4 Overdrive 微處理器供電電路

推薦使用 LT1587 - 3.45 為 Intel 486 DX4 Overdrive 微處理器供電。在該電路中，需要在微處理器的 VCC 引腳處放置適當(dāng)?shù)碾娙?，以保證電源的穩(wěn)定性。

6.2 Intel Pentium VRE 處理器供電電路

使用 LT1585 可調(diào)版本為 Intel Pentium VRE 處理器供電，需要在微處理器插座腔內(nèi)放置合適的電容和電阻，以設(shè)置輸出電壓和保證電源的穩(wěn)定性。

6.3 Intel 90MHz 和 100MHz Pentium 處理器供電電路

使用 LT1584 和 LT1431 組成的電路為 Intel 90MHz 和 100MHz Pentium 處理器供電，該電路能夠滿足 Intel 規(guī)格的最壞情況公差要求。

7. 相關(guān)產(chǎn)品

除了 LT1584/LT1585/LT1587 系列，Linear Technology 公司還提供了其他相關(guān)的線性穩(wěn)壓器產(chǎn)品，如 LT1083/84/85、LT1086、LT1521、LT1529 和 LT1580 等。這些產(chǎn)品在輸出電流、輸入輸出電壓范圍、靜態(tài)電流等方面各有特點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)具體的應(yīng)用需求選擇合適的產(chǎn)品。

綜上所述，LT1584/LT1585/LT1587 系列低功耗線性穩(wěn)壓器以其出色的性能、豐富的保護(hù)功能和廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景，成為電子工程師在電源設(shè)計(jì)中的理想選擇。在實(shí)際應(yīng)用中，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)具體的需求和工作條件，合理選擇穩(wěn)壓器的型號(hào)，并進(jìn)行合理的電路設(shè)計(jì)和散熱設(shè)計(jì)，以確保電源的穩(wěn)定性和可靠性。你在使用這些穩(wěn)壓器的過(guò)程中遇到過(guò)哪些問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。