使用标准稳压器产生极低的电压

问题：是否有任何好的解决方案可以产生仅几百毫伏的微型直流电源？答：只需将干净的外部正电压连接到DC-DC转换器的反馈电阻即可。在过去的几年中，由于数字电路（例如微控制器，CPU和DSP）的几何结构的不断缩小，电子组件的电源电压持续下降。
还有一些应用要求在测量领域中使用低电源电压。多年以来，线性稳压器和开关稳压器一直使用约1.2 V的反馈电压。
该电压由DC-DC转换器IC中的带隙电路产生，该电压确定了可使用外部电阻分压器设置的最低电压。到目前为止，大多数现代稳压器IC均可产生0.8 V，0.6 V甚至0.5 V的输出电压。
内部基准电压源也采用这种方式设计，因此可以获得较低的电压。图1显示了这种类型的开关稳压器LTC3822，该稳压器产生具有0.6V参考电压的0.6V反馈电压。
图1. LTC3822 DC-DC转换器，它可以产生0.6V或更高的低输出电压。但是，如果要求电源电压低于0.6 V，则需要调整图1所示的电路，否则无法使用。
通过一些技巧，您还可以使开关或线性稳压器产生的电压低于反馈电压。这可以通过使用图2所示的电路来实现。
将电阻分压器与外部偏置正电压连接以调节输出电压。该电压可由低压差稳压器（LDO）或参考电压源产生。
这样，电阻分压器构成了一个分压器，电流IFB的流动方向与图1中的常规情况相反。在图2中，电流从外部基准电压源通过电阻器流至输出电压分频器。
等式1示出了IC的反馈电压（VFB），所需的输出电压（VOUT），外部正DC偏移电压（VOFFSET）以及电阻分压器的电阻R1和R2之间的关系。为了选择电阻分压器的电阻，建议R1和R2之和在100kΩ和500kΩ之间。
这使得偏置电流在功率效率方面足够低，但又足够高以防止过多的噪声耦合到敏感的反馈路径中。图2.可以调节图1的电路以产生低于0.6 V的输出电压。
通常采用该设计理念来产生低于开关稳压器或线性稳压器的最小额定电压的电压。但是，应注意以下几点：在打开DC-DC转换器之前，应启动并运行外部参考电压源。
如果辅助电压为0 V或具有高电阻，则DC-DC转换器可能会产生过高的电压并损坏负载电路。在最坏的情况下，也就是说，当开关稳压器没有打开但施加了辅助电压时，流经电阻分压器的电流IFB将对输出电容器充电，使其电压高于设定电压。
当负载具有极高的阻抗时，会发生这种情况。因此，可能有必要设置最小负载以避免这种情况。
电阻分压器的辅助电压（图2中为1 V）的精度直接影响所产生的电源电压的精度。因此，应使用特别干净的低纹波电压。
另外，并非所有的电压转换器都适合这种类型的操作。例如，DC-DC转换器中电流检测放大器的测量范围可能仅提供较高电压下的工作范围。
还应注意，在较高的输入电压下产生极低的电压需要较低的占空比。在这里，选择具有最短导通时间并以低开关频率工作的开关稳压器IC可能会非常有帮助。
图3.仿真工具（例如ADI的LTspice＆reg;）可用于执行电路的初始测试。 ）进行初始检查非常有用。
图3显示了一个由LTC3822组成的电路，该电路使用一个额外的电压源作为反馈路径的偏置。在该电路中，产生200 mV的输出电压。
根据数据手册，LTC3822适用于产生低至0.6 V的输出电压。在电路中，辅助电压源（图3中的电压源V2）可以通过LDO稳压器或基准电压源来实现。
使用本文介绍的技术全面测试电路，甚至可能产生较低的输出电压。