颠覆历史和填补空白

——凌力尔特理想二极管桥控制器和高性能开关稳压器解读

日前，凌力尔特公司应用技术工程师陈东欣向记者介绍了两款刚刚推出的新产品，一个是可较大限度地减少整流器发热量和电压损失的理想二极管桥控制器，另一个是具有监视功能的1.5A单电阻器坚固型线性稳压器。这两款产品可谓不同凡响，前者颠覆了历史，而后者则填补了应用的空白。

采用有源桥实现低损耗整流

谈起二极管桥整流器，陈东欣表示，其100年的历史从来没有改写过，因为它具有全波整流、简单的优点；不过也有效率低的缺点，如热耗散、有两个二极管压降。今天，随着LT4320理想二极管桥控制器的推出，历史被涂覆了。

有源桥式整流器可节省功率和电压

LT4320有源桥的优势包括，在电源效率方面，可减低发热量/温升可简化热设计；较大限度地减少，甚至可免除成本昂贵的散热器；缩减了PCB面积和高度，以实现紧凑的解决方案。在电压效率方面，免除了两个二极管电压降，这一点在低VIN 条件下很重要；尽量增加电压至下游转换器降低了固定功率负载的较大电流，减少了I2R损耗，较小的功率组件和变压器。

热录像仪显示了对二极管与MOSFET桥温升的比较。

二极管与MOSFET桥的温升比较

LT4320采用低损耗 N 沟道 MOSFET 替代了全波桥式整流器中的全部 4 个二极管，以显著地降低功率耗散并增加可用电压。由于电源效率的提升免除了笨重的散热器，因此缩减了电源尺寸。通过免除二极管桥中固有的两个二极管压降提供了额外的裕度，低电压应用将从中获益。与传统的替代方案相比，MOSFET 桥可实现具有高空间利用率和电源效率的整流器设计。控制器的工作频率范围为 DC 至 600Hz。

LT4320 开关控制电路平稳地接通两个适当的 MOSFET，同时将另外两个 MOSFET 保持在关断状态以防止反向电流。一个集成型充电泵负责为外部低导通电阻 N 沟道 MOSFET 提供栅极驱动，并不需要外部电容器。MOSFET 的选择在 1W 到几千瓦的功率级别范围内提供了较大的灵活性。

LT4320 提供了两种选项：LT4320 设计用于 DC 至 60Hz 电压整流，而 LT4320-1 则专为 DC 至 600Hz 电压整流而设计。LT4320 规格在 -40oC 至 85oC 的工业温度范围，其可提供紧凑型 8 引脚 3mm x 3mm DFN 封装，以及具有增大的高电压引脚间距的 12 引脚 MSOP 封装。

LT4320适用于9V 至 72V DC、12V/24V AC 整流应用，包括安保摄像机、无线接入点、博彩角子机、机载功率分配、PoE 供电设备的辅助电源输入和极性无关的电源输入。

高输入至输出电压和高输出电流应用的理想选择

在介绍新的具监视功能的 1.5A 单电阻器坚固型线性稳压器之前，陈东欣介绍了设计这款 IC 的背景。要满足的要求有：适合工业应用的宽安全工作区（SOA）；电流和温度监视输出；可调电流限值；可轻松并联以提供散热或更高的输出电流；可在未采用输入或输出电容器的情况下运作。

他说，从 1976 年首批三端可调稳压器问世以来，其架构并未发生过重大改变。它们采用基本的 1.2V 基准，该基准通过升压以把输出电压设定在任何高于 1.2V（较小值）的电平。舍弃该电压基准并代之以一个电流源，可大幅提升能力、性能和可用性。这种新型稳压器可直接并联以提供较高的输出电流，同时散布热量，因而可实现全表面贴装型电路板。这可解决在功率耗散受限的全表面贴装型系统中使用线性稳压器时所面临的主要问题。由于只能在电路板的单个点上耗散有限的热量，因此线性稳压器用于低功率应用，否则采用开关式解决方案。

今天，这种情况将不复存在了！高性能开关稳压器已进入该领域填补这一缺口，其可提供较低的输出电压并较大限度地减少发热。他还重点介绍了LT3081的“宽 SOA”（即安全工作区），这意味着功率晶体管能在高 VIN 至 VOUT 情况下输出较高的电流。

LT3081具有主要的可用性、监视和保护功能。该器件的安全工作区（SOA）相比现有稳压器有所扩展，从而使其成为高输入至输出电压和高输出电流应用的理想选择，而采用老式稳压器会限制了输出。LT3081 采用一个电流源基准，以利用单个电阻器设置输出电压并实现至“0”的输出可调节性。输出电流限值可利用单个电阻器从外部设定。这种稳压器架构与低 mV 调节能力相组合，可容易地将多个 IC 并联起来以提供散热和更高的输出电流。来自该器件电流监视器的电流可与设置引脚的电流相加以补偿线路压降，LT3081 的输出电压会随着负载电流的增加而补偿线路压降。

LT3081 实现了无可比拟的电压和负载调节性能（低于 2mV 且与输出电压无关），并具有一个 1.2V 至 40V 的输入电压范围。该器件非常适合那些需要多个电源轨的应用。输出电压可利用单个电阻器在 0V 至 38.5V 的范围进行设置（具有一个 1.2V 压差）。经修整的片内 50μA 电流基准的准确度达 ±1%。由于该器件之电压跟随器架构的原因，稳压、瞬态响应和输出噪声（30μVRMS）与输出电压无关。只需利用两个电阻器即可将 LT3081 配置为一个两端电流源。在线性稳压器或电流源操作模式中，用于实现稳定性的输入或输出电容器都是可任选的。

LT3081 提供了几种监视和保护功能。准确度达 ±10% 的电流限值可利用单个电阻器进行设置。监视器输出提供了一个与温度（1μA/℃）和输出电流（200μA/A）成比例的电流输出，从而可实现基于地电位的简易测量。电流监视器可用于补偿电缆压降。LT3081 的内部保护电路包括反向输入保护、反向电流保护、内部电流限制和热停机。

陈东欣较后表示，LT3081 稳压器的坚固型架构、保护和监视功能为设计师提供了实现可靠设计的新型工具。该器件可提供用于实现高功率耗散的 TO-220 封装以及适合较低功率应用的各种表面贴装型封装。可以很容易地检查系统功率和温度以实现正确的运作。

www.linear.com.cn

相关阅读:

没有相关新闻...