产生更低电压的直流电源电压

由于微控制器、CPU、DSP等数字电路的结构不断缩小,电子元器件的供电电压不断降低。 在测量领域也有一些应用需要低电源电压。 那么,在市场上有没有什么好的方案可以产生更低电压的直流电源电压呢?

可以试试这个,只需将一个干净的外加正电压连接至DC-DC转换器的反馈电阻即可。

例如,下图所示ADILTC3822开关稳压器,它以0.6 V的基准电压产生0.6 V的反馈电压。

但是,如果需要低于0.6 V的电源电压,则需要对上图所示的电路进行调整,否则无法使用。

通过一些技巧,您可以使开关或线性稳压器产生低于反馈电压的电压。如下图所示的电路,将电阻分压器与一个外加的偏置正电压连接,用于调节输出电压。该电压可由低压差稳压器 (LDO) 或基准电压源产生。这样,电阻分压器就构成了分压器,电流 IFB 的流动方向与上图 中的常规情况相反。在下图中,电流从外部基准电压源经由电阻分压器流向输出电压。

以下公式显示了芯片的反馈电压 (VFB)、所需输出电压 (VOUT)、外部正直流偏移电压 (VOFFSET) 以及电阻分压器的电阻器 R1 和 R2 之间的关系。

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对于电阻分压器的电阻选择,建议 R1 和 R2 之和在 100 kΩ 和 500 kΩ 之间。这使得偏置电流在功率效率方面足够低,但足够高以防止过多的噪声耦合到敏感的反馈路径中。

注意
这种设计理念通常用于产生低于开关稳压器或线性稳压器的最小额定电压的电压。但有几点需要注意:

  1. 外加的基准电压源应在DC-DC转换器开启之前启动和运行。如果该辅助电压为0V或具有高电阻,DC-DC转换器可能会产生过高的电压并损坏负载电路。

  2. 在最糟糕的情况下,即当开关稳压器尚未开启但辅助电压已经施加时,流经电阻分压器的电流IFB将为输出电容充电,使其电压高于设置电压。当负载具有极高阻抗时,就会发生这种情况。所以设置一个最小负载以避免这种情况可能是必要的。

  3. 电阻分压器的辅助电压精度会直接影响所产生的电源电压精度。因此,应使用特别干净的低纹波电压。

  4. 并非所有电压转换器都适合进行此类操作。例如,DC-DC转换器中电流检测放大器的测量范围也许只能提供较高电压下的工作范围。还应该注意的是,在较高输入电压下产生极低电压,还需要低占空比。这里,选择一个具有较短最小导通时间的开关稳压器器件,并在低开关频率下工作可能是非常有帮助的。