提供超低输出电压的降压调节电路设计

随着芯片工作电压的降低,对于能够产生低电压(低于1.25V)的高效电源转换器的需求也不断增加。许多开关型调节器采用1.25V基准用于反馈电压的比较,使得输出电压最小值限制在1.25V。通过适当的外部配置,可以突破上述限制,获得低于反馈点电压的输出。

该方案首先需要一个高于降压调节器反馈电压(VFB)的基准源(Ref2),可以从电压基准IC中选择,如图1中的IC2,也可以采用系统中的其它基准源,如ADC的内部基准。对于精度要求不高的应用,也可以选择精度在1%以上的低压差线性稳压器(LDO)。从Ref2吸取的电流非常小,绝大多数基准源能够满足这一要求,但需要注意的是,如果与其它电路共用一个基准源,这些电路可能会引入噪声,降低电源转换器的噪声性能,需要适当的去耦电路。

为了保证调节器输出能够在任何情况下稳定在所希望的电压值,该电路有最小负载要求,从电压设置电阻支路吸收一定的电流。分压电阻网络连接在Vout与Ref2之间。由于Ref2>VFB,电流会沿相反方向流过R2(图1)。按照以往的方式选择R1/R2的比值,输出电压由下式确定:

VOUT=1.25V-R1(Ref2-VFB)/R2

只要Ref2保持稳定、低噪声,图1所示电路连接不会影响系统的稳定性。否则,需要靠近转换器安装噪声滤波元件。对于环路补偿的要求与标准应用电路(分压网络连接在Vout与GND之间)相同。

Ref2电压不能高于DC-DC转换器的最小输入电压。当转换器关闭时,如果Ref2有输出电压,而且负载已断开,转换器的FB、LX引脚被驱动至基准电压,此时,基准电压高于转换器的输入电压,违背了相关引脚的电压限制条件。基准芯片所能提供的电流通常不足以损坏IC1,但是,如果基准电压是由LDO提供的,则有可能造成IC1损坏。选用较低电压的Ref2可以很容易地避免上述问题。

作者:John Mossman

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