应用笔记 1910

-12V降至-5V/400mA的稳压器保证相对于5V的电源次序


摘要 : 该电路利用负的降压型转换器从-12V输入产生稳定的-5V输出,而且,-5V只有在系统主电源+5V上电后才允许输出,+5V关断时将自动关断-5V。

图1电路将一个标称-12V的电压降压至稳定的-5V。它仅在独立的稳定+5V建立起来之后才允许-5V输出,并且在+5V失效后会自动关断-5V。这对于±5V供电的A/D和D/A转换器十分有用,它们通常要求一定的电源次序,以避免发生锁定。

图1. 这个负电压降压型转换器从一个-12V左右的电源产生-5V,并和另外一个独立的+5V电源保持正确的上电和掉电顺序。
图1. 这个负电压降压型转换器从一个标称-12V的电源产生-5V,并和另外一个独立的+5V电源保持正确的上电和掉电顺序。

IC1是一个常规的升压转换器,但整个电路实现的是一个负电压降压转换。升压转换拓扑用于这种开关控制是可行的,但转换器的反馈信号—该信号所监视的输出电压以转换器的正电源为参照,而与其相比较的基准电压却以转换器负电源为参照—因此需要一个电平偏移电路。Q3/Q4电流镜实现电平偏移,其中的发射极电阻R8和R9用来减小Vbe失配造成的误差。

IC1包括一个比较器和一个1.5V基准,通常用于通过LBI和LBO引脚进行的电池欠压检测,它们按如下方式监视+5V电源:与Q2成镜像的Q1中的电流流经R4产生一个正比于+5V电源的电压。如果该电源跌落至4.2V以下,LBO输出将R5下拉至负电源。这就导致连接为二极管形式的Q4中的电流上升,该电流镜像至Q3并流过R3,使转换器FB电压上升。

上述反馈信号告知转换器不再需要输出能量,这样,和关断模式一样,转换器的内部脉频调制电路(PFM)会终止电源转换。在输出端连接一个最小10kΩ的负载,能够防止在关断状态下漏电流经D1向输出电容(C2)充电。当IC1工作于+5V输入并且作为升压型转换器时(典型应用),其+12V输出能够提供约150mA电流。当用在降压型配置中时,采用相同的大电流元件能够输出-5V、400mA。

不同负载电流下测得的转换效率分别为:100mA时为85%,250mA时为89%,以及400mA时为90%。测得任何负载下的纹波峰-峰值都小于25mV。输出电压精度依赖于IC1内2%精度的基准电压和反馈通路电阻R1、R3、R8和R9的容差。

晶体管Q3和Q4的Vbe差导将带来额外的误差。测得图中所用晶体管的Vbe大约为550mV,Q1至Q4之间的最大Vbe差异约9mV。相对于Q3至Q4基极电压(-1.24V),该9mV电压将给输出电压另外带来0.75%的偏差。为使Vbe匹配于1mV之内并省去电阻R6至R9,可代之以双晶体管,如Rohm UMT1N (具有SOT23-6封装)。

类似观点的文章发表在1998年9月的Electronics World & Wireless World (UK)上。