30多年來，基本的3端子穩壓器一直是設計師工具包的構建模塊，其基本架構沒有任何重大變化。電阻分壓器使用固定基準電壓源將輸出電壓提升至所需電平。這些是易于使用的設備，因此它們很受歡迎，但這種簡單的架構有一些固有的缺點。

使用傳統線性穩壓器的一個缺點是最小輸出電壓僅限于穩壓器的基準電壓。另一個是，通過并聯器件不容易增加可用輸出電流或分散功耗。為了在多個穩壓器之間分配負載，必須添加大鎮流電阻，這會產生負載調節誤差，或者使用復雜的輸入檢測電阻和運算放大器環路方案來平衡負載，這不可避免地抵消了最初使用表面上簡單的線性穩壓器提供的簡單性承諾。

但是，如果基準電壓源被拋棄并替換為精密電流源怎么辦？由此產生的器件看似簡單，如圖1的框圖所示;精密電流源連接到放大器的同相輸入端，輸出驅動一個大的NPN調整元件并連接到反相輸入以提供單位增益。對古老的線性穩壓器器件的這種微小變化在多功能性和性能方面產生了巨大的收益。

圖1.LT3083 框圖。

現在，在這種新架構中，在并聯穩壓器時將每個SET引腳連接在一起，為所有誤差放大器提供了一個公共參考點，從而可以用毫歐鎮流器來平衡任何器件之間的失調變化。突然之間，很容易在需要的多個器件之間分散功耗，并根據需要調整輸出電流。這種架構的優點在于，單個電阻為所有穩壓器生成參考點，無論使用一個、十個還是一百個穩壓器。此外，該架構允許零電阻等于零輸出——不再有固定的基準電壓來限制可用輸出電壓范圍的底端。

新架構的優勢

LT3080 1.1A 線性穩壓器是首款采用精準電流源架構的線性穩壓器，因此可以通過并聯任意數量的 LT3080 來產生高電流、表面貼裝電源。LT3083 緊隨 LT3080 的腳步，具有類似的高性能規格，但具有增加的 3A 輸出電流能力。這種新架構提供的性能優勢很多。

頻率響應和負載調整率是固定的

對于傳統的線性穩壓器，增益和帶寬會隨著輸出電壓通過電阻分壓器的變化而變化。旁路穩壓器的反饋引腳會影響環路響應。負載調整率不是一個固定值，而是當電阻分壓器增加任何電壓偏差時輸出的固定百分比。此外，基準電壓噪聲由同一電阻分壓器獲得。

使用電流源和單位增益緩沖器可消除這些缺點。由于誤差放大器始終處于單位增益，因此頻率響應不會隨輸出電壓或旁路參考點而變化。負載調整率現在是一個固定值，與輸出電壓無關。由于旁路不會影響環路響應，因此可以消除兩個噪聲源：基準電流噪聲和電阻散粒噪聲使用單個電容器進行靜音。這只在輸出端留下誤差放大器噪聲，并且無論輸出電壓如何，它都保持在固定水平。

一流的直流特性

LT3083 的 DC 特性與原始的 LT3080 相同。LT3083 將 NPN 調整器件的集電極分離出來，以最大限度地降低功耗。誤差放大器的負載調整率通常低于 1mV，在 50μA 基準電流下幾乎無法測量。基準電流的電壓調整率小于0.0002%/V，誤差放大器失調時典型值為2μV/V。基準電流的溫度特性非常出色，在整個工作結溫范圍內通常保持在0.2%以內，如圖2所示。

圖2.參考電流溫度特性。

LT3083 還提供了凌力爾特器件聞名的所有保護功能：具有安全工作區保護的電流限制可在短路條件下保護器件免受損壞，而熱限制功能可在功率耗散過大的情況下確保器件安全。

一流的交流特性

不要以為為了實現高 DC 性能而犧牲了 LTC3083 的 AC 特性。瞬態響應非常出色，輸出電容低至 10μF。無需添加ESR即可使用小型陶瓷電容器。在基準電阻兩端使用一個旁路電容可提供慢啟動功能;輸出電壓遵循由SET電阻和旁路電容產生的RC時間常數。并聯器件在噪聲性能方面也具有優勢。并聯多個 LT3083 穩壓器可降低輸出噪聲，其方式與并聯 n 個運放可將噪聲降低 √n 倍相同。

應用

LT3083 看似簡單的架構和高性能參數使其成為適用于基本線性穩壓器以外的應用的強大構建模塊。它可以很容易地并聯以增加輸出電流并傳播熱量。主動驅動SET引腳是完全可以接受的;低失調和高輸出電流允許在高功率電平下提供高精度基準電源。數字可編程電源可通過使用DAC驅動SET引腳來實現。精確電流源的實現沒有太大的困難。可能性僅受用戶創造力的限制。

并聯穩壓器增加電流并散發熱量

圖 3 示出了如何并聯多個 LT3083 以增加輸出電流和散熱。請注意，平衡穩壓器之間的負載所需的最小鎮流器。只需增加更多的LT3083，即可產生安靜、準確的高電流表面貼裝電源。 功耗均勻分布在并聯穩壓器上，但仍需要熱管理。穩壓器兩端的壓降僅為0.5V，3A負載相當于1.5W的功耗，推動了表面貼裝設計的熱能力。

圖3.并聯穩壓器可實現更高的電流和散熱。

高電流基準緩沖器

創建高電流基準電壓緩沖器只需很少的功夫，如圖4所示。在該電路中，一個 LT1019-5 輸出連接以吸收穩壓器的 50μA 基準電流。該基準在整個溫度范圍內提供 0.2% 的精度，即 10mV。LT3083 中的最大失調電壓為 4mV 時，輸出準確度保持在 0.3% 以內。LT3083 中的基準電流準確度不是影響輸出容差的一個因素，并且沒有電阻器來呈現電位容差變化。

圖4.高電流基準電壓緩沖器。

數字編程輸出

以數字方式設置輸出電壓只需增加一個DAC來驅動SET引腳。圖 4 重點介紹了 DAC 如何將 LT3083 輸出設置為在 1.5LSB 內從 0 到高于 16V 的任意電壓。在該電路中，一個采用一個 4.096V 基準的 LTC2641-12 通過 LT1991 驅動 LT3083 的 SET 引腳 （配置為增益為 4）。

同樣，LT3083 的嚴格規格也實現了如此出色的性能。請記住，在最小輸出電壓下工作時，必須滿足最小負載電流要求——在低輸入電壓下工作時，負載小于500μA，遠低于需要5至10mA電流的傳統線性穩壓器。

簡單的 2 端子電流源

在某些應用中，電流源可能很難實現。有些必須以接地為參考，有些必須以正電源軌為參考，而最困難的設計需要浮動的 2 端子器件。LT3083 可輕松配置為一個 2 端子電流源，只需調整外部電阻器的比率并添加補償即可，如圖 5 所示。電流源可以接地參考，參考正電源軌或完全浮動，無需擔心。

圖5.數字可編程電源。

圖6.2端子電流源。

結論

隱藏在LT3083框圖所示的簡單架構后面的是一款高性能、高度通用、突破性的構建模塊器件。LT3083 結合了 LT3080 的架構飛躍、出色的 AC 和 DC 特性以及增加的電流，可輕松解決傳統的 3 端子或低壓差穩壓器無法觸及的問題。它可用于工作電壓低至零伏的電源，并聯用于高電流和散熱，或動態驅動。高電流線性電源現在可用于表面貼裝板，而不會犧牲性能。

審核編輯：郭婷