AMS2950/AMS2951:150mA低压差稳压器

特征

·5.0V、3.3V、3.0V和2.5V版本

·高精度输出电压

·极低静态电流

·低压差电压

·极紧负载和线路调节

·温度系数极低

·电流和热限制

·稳定性需要最小电容（1mF）

·无调节直流正极瞬态60V附加功能（仅限AMS2951）

·1.24V至29V可编程输出

·电压输出下降错误标志警告

·逻辑控制电子关机

应用

·电池供电系统

·便携式消费设备

·无绳电话

·便携式（笔记本）电脑

·便携式仪器

·无线电控制系统

·汽车电子

·航空电子设备

·低电源电压参考

一般说明

AMS2950和AMS2951是微功率电压调节器，非常适合用于电池供电系统。这些设备具有非常低的静态电流（典型值为75µA）和非常低的压降（轻负载时为45mV，150mA时为380mV），从而延长了电池寿命。压降时静态电流仅略有增加。AMS2950/AMS2951具有高达60V的正瞬态保护，可以在地下高达20V的未经调节的输入瞬态中幸存下来。AMS2950和AMS2951的设计包括严格的初始容差（典型值0.5%）、出色的负载和线路调节（典型值0.05%）以及非常低的输出电压温度系数，使这些器件可用作低功耗电压参考。

AMS2950采用3针TO-92封装。AMS2951有8针塑料SOIC和DIP封装，并提供三个主要的附加系统功能。错误标志输出警告输出电压低，通常是由于输入电池故障。AMS2951还具有逻辑兼容的关机输入，可打开和关闭调节器。AMS2951设备可以用引脚固定5.0V、3.3V、3.0V或2.5输出，也可以用一对外部电阻器从1.24V编程到29V。

应用程序提示

外部电容器

输出和地之间需要1.0 mF或更大的电容器，以在5V或更高的输出电压下保持稳定。在较低的输出电压下，需要更大的电容（建议3V和3.3V版本使用2.2m或更大的容量）。没有这个电容，零件就会振荡。大多数类型的钽或铝电解质在这里工作良好；即使是胶片类型也可以，但由于成本原因不建议使用。许多铝类型的电解质在-30°C左右会冻结，因此建议在-25°C以下使用固体钽。电容器的重要参数是约5 W或更低的ESR和电容器值中高于500 kHz的谐振频率参数。该电容器的值可以无限增加。

在较低的输出电流值下，稳定性所需的输出电容较小。当电流低于10mA时，电容器可以减小到0.33mF，当电流低于1mA时，可以减小到0.1mF。在电压低于5V时使用可调版本，误差放大器以较低的增益运行，因此需要更多的输出电容。对于1.23V输出下200mA负载的最坏情况（输出对反馈短路），应使用3.3mF（或更大）电容器。

与许多其他稳压器不同，AMS2950除了内部分压器外，还将保持稳定，在无负载的情况下进行调节。这在CMOS RAM保活应用中尤为重要。当设置带有外部电阻器的AMS2951版本的输出电压时，建议最小负载为1mA。

如果输入和交流滤波电容器之间有超过10英寸的电线，或者如果使用电池作为输入，则应从AMS2950/AMS2951输入到地放置1mF的钽或铝电解电容器。

AMS2951反馈端子的杂散电容会导致不稳定。当使用高值的外部电阻器来设置输出电压时，这可能尤其是一个问题。在输出和反馈之间添加一个100pF的电容器，并将输出电容器增加到至少3.3 mF，将解决这个问题。

错误检测比较器输出

每当AMS2951输出超出调节约5%时，比较器就会产生逻辑低输出。此图是比较器的内置偏移，约为60 mV除以1.235参考电压（请参阅框图）。无论2951的编程输出电压如何，该跳闸水平都保持“低于正常值5%”。例如，对于5V输出，错误标志跳闸电平通常为4.75V，对于12V输出，错误标记跳闸电平通常是11.4V。失控状态可能是由于低输入电压、限流或热限制造成的。

图1给出了一个时序图，描绘了AMS2951输入上下斜坡时的ERROR信号和调节器输出电压。对于5V版本，ERROR信号在约1.3V输入时变为有效（低）。它在大约5V输入时变高（Vout=4.75时的输入电压）。

由于AMS2951的压降与负载有关（见典型性能特征中的曲线），因此输入电压脱扣点（约5V）将随着负载电流而变化。输出电压跳闸点（约4.75V）不随负载变化。

误差比较器有一个集电极开路输出，需要一个外部上拉电阻器。根据系统要求，该电阻器可能会返回输出或其他电源电压。在确定该电阻器的值时，请注意，输出额定为吸收400mA，在低电量条件下，吸收电流会增加电池电源。建议值范围为100K至1MW。如果此输出未使用，则不需要电阻器。

输出电压编程（AMS2951）

AMS2951可以通过将输出和感测引脚绑在一起，以及将反馈和VTAP引脚绑在一起来，使用其内部分压器将引脚绑在标称固定输出电压上。或者，它可以被编程为在1.235V参考电压和30V最大额定电压之间的任何输出电压。如图2所示，需要一对外部电阻器。

输出电压的完整方程式为：

其中VREF是标称1.235参考电压，IFB是反馈引脚偏置电流，标称为-20 nA。如果调节器必须在无负载的情况下工作（CMOS待机时经常出现的情况），建议的最小负载电流为1 mA，则R2值的上限为1.2MW。IFB将在VOUT中产生2%的典型误差，在室温下可以通过微调R1来消除。为了获得更好的精度，选择R2=100k可以将此误差降低到0.17%，同时将电阻编程电流增加12mA。由于AMS2951通常在引脚2开路的情况下空载时消耗60mA，因此价格很低。

降低输出噪声

在参考应用中，降低输出端的交流噪声可能是有利的。一种方法是通过增加输出电容器的尺寸来减小调节器带宽。这是降低3引线AMS2950上噪声的唯一方法，但相对效率较低，因为将电容从1 mF增加到220 mF，对于5V输出的100 kHz带宽，只能将噪声从430 mV降低到160 mV rms。

通过跨R1的旁路电容器，噪声也可以降低四倍，因为它将高频增益从4降低到1。选择：

或约0.01 mF。进行此操作时，输出电容器必须增加到3.3 mF以保持稳定性。这些变化将5V输出下100kHz带宽的输出噪声从430 mV降低到100 mV rms。随着旁路电容器的加入，噪声与输出电压的比例不再增加，因此在更高的输出电压下，改进更为显著。