設(shè)計(jì)目標(biāo)

設(shè)計(jì)說(shuō)明

此設(shè)計(jì)可精確降低電壓電平，并在固定輸出電壓（低壓降穩(wěn)壓器）時(shí)保持穩(wěn)定。該穩(wěn)壓器所需要的輸入電壓為 –4.5V 至 –5.5V，并能將電壓降至 –3V 定電位導(dǎo)體軌，一旦如此，其提供的電流可高達(dá)600mA。

設(shè)計(jì)說(shuō)明

1. 在線性運(yùn)行區(qū)域內(nèi)使用運(yùn)算放大器。驗(yàn)證運(yùn)算放大器的輸入未超過(guò)器件的共模范圍。通常在 A_OL 測(cè)試條件下指定線性輸出擺幅。
2. 共模電壓等于根據(jù) TLV431 的 -1.24V 基準(zhǔn)設(shè)置的反相輸入電壓。
3. 使用高增益 BJT 可降低運(yùn)算放大器的輸出電流要求。
4. 大部分功率損耗為|V_ee–V _out|×I _out 并在晶體管 T₁中耗散。較大的 V_ee 會(huì)增加功率損耗和 T₁的溫度。
5. 其他運(yùn)算放大器可用于代替 TLV9002，但可能需要調(diào)整反饋穩(wěn)定性。
6. 由 T₁執(zhí)行反轉(zhuǎn)，因此，對(duì)放大器使用正反饋。

設(shè)計(jì)步驟

該電路的傳遞函數(shù)為：

1. 根據(jù)所需的輸出電壓（在本例中為 -3V），選擇滿足上述方程的 R₁和 R₂比率。
   $$\begin{gathered} -\mathrm{3V}=-1.24\mathrm{V}\times \frac{R_1+R_2}{R_2} \\ 1.419\times R_2=R_1 \end{gathered}$$

   選擇標(biāo)準(zhǔn)電阻、1.02kΩ 和 715Ω。

   
   
2. 為了確定輸出電容的大小， C₂ 和 R_esr 的乘積須生成一個(gè)低于 10kHz 的零點(diǎn)，以驗(yàn)證其穩(wěn)定性。ESR 零點(diǎn)位于：
   $F_{z\left(ESR\right)}=\frac{1}{2{\mathrm{\pi R}}_{\mathrm{esr}}{C}_2}=\frac{1}{2\mathrm{\pi }\left(\mathrm{1\Omega }\right)(47\times {10}^{-6}F)}=\mathrm{3.38kHz}$

設(shè)計(jì)結(jié)果

直流分析結(jié)果

Vee 掃描

輸出電流掃描

壓降電壓

交流分析結(jié)果

Bode 60mA

Bode 600mA

瞬態(tài)分析結(jié)果

瞬態(tài)響應(yīng)（100mA 階躍）

設(shè)計(jì)參考資料

有關(guān) TI 綜合電路庫(kù)的信息，請(qǐng)參閱模擬工程師電路設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊(cè)。

《使用陶瓷輸出電容器實(shí)現(xiàn) AN-1482 LDO 穩(wěn)壓器的穩(wěn)定性》

航天級(jí) 100-krad –2.5V 分立式負(fù) LDO 線性穩(wěn)壓器電路

有關(guān)大量運(yùn)算放大器主題（包括共模范圍、輸出擺幅和帶寬）的更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn) TI 高精度實(shí)驗(yàn)室。

Spice 仿真文件

設(shè)計(jì)中采用的器件

設(shè)計(jì)替代器件