導(dǎo)語：電流低壓差穩(wěn)壓器應(yīng)用管理論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：MSK5101是美國MSKennedy公司研制的一種新型低壓差、大電流、低功耗線性穩(wěn)壓器。該器件具有＋3V、＋5V、＋12V和可調(diào)電壓輸出。最小壓差只有350mV，同時具有高效率和低功耗特性。文中介紹了MSK5101的主要特征及應(yīng)用方法。

關(guān)鍵詞：MSK5101大電流輸出低電壓跌落

1概述

集成穩(wěn)壓器在近十多年發(fā)展很快，目前國內(nèi)外已發(fā)展到幾百個品種。按電路的工作方式分，有線性集成穩(wěn)壓器和開關(guān)式集成穩(wěn)壓器。按電路結(jié)構(gòu)形式分，有單片式集成穩(wěn)壓器和組合式集成穩(wěn)壓器。按管腳的連接方式分，有三端式集成穩(wěn)壓器和多端式集成穩(wěn)壓器。按制造工藝分，有半導(dǎo)體集成穩(wěn)壓器、薄膜混合集成穩(wěn)壓器和厚膜混合集成穩(wěn)壓器。而在線性集成穩(wěn)壓器方面，則以低壓差、大電流、小體積的發(fā)展比較迅猛。

MSK5101是美國MSKennedy公司研制的一種新型低壓差、大電流、低功耗線性穩(wěn)壓器，它有＋3V、＋5V、＋12V和可調(diào)輸出。輸出晶體管采用單片工藝制造的超級PNP管，所以該系列型號的輸入輸出電壓差很小。圖1所示是MSK5101的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。

圖1

當(dāng)MSK5101的輸出電流為1．5A時，其壓差只有350mV，因而它的效率很高，功耗較低。且輸出電壓精度可確保1％。此外，該系列穩(wěn)壓器也具有TTL／CMOS兼容的on／off使能腳以及故障信號輸出腳。MSK5100采用可有效利用空間的10腳功率型SOIC封裝，并且外殼上帶有散熱器銅接頭。

MSK5101的體積很小。其外形如圖2所示，尺寸大小為6．35mm×6．35mm×2．08mm，所以在很多有體積和重量限制的大功率穩(wěn)壓器應(yīng)用中，該系列穩(wěn)壓器有很好的性價比。因此，可廣泛應(yīng)用于高效線性穩(wěn)壓器、恒壓／恒流調(diào)節(jié)器、系統(tǒng)功率源、開關(guān)電源輸出穩(wěn)壓器以及電池供電等設(shè)備。

MSK5101的主要特點如下：

●采用帶散熱器接頭的緊密型10腳SOIC封裝形式；

●輸入輸出電壓差非常小，輸出電流為1．5A時，壓差只有350mV；

●具有3．3V、5V、12V和可調(diào)輸出；

●采用開路集電極誤差信號輸出方式；

●帶有TTL電平使能腳；可零電流關(guān)斷；

●帶有電源反接保護和負載短路保護功能；

●接地端電流只有22mA（滿載時）；

●輸出電壓精度可達1％；

●輸出電流可達1．5A。

2主要參數(shù)

MSK5101的主要電氣性能參數(shù)如表1所列。

表1MSK5101的主要電氣性能參數(shù)

參數(shù)名稱測試條件MSK5101系列單位

最小典型最大

輸出電壓公差I(lǐng)out=1A，Vin=Vout+1V±0.5±1.0%

輸入輸出電壓差Δvout=-1%，Iout=100mA80225mV

Δvout=-1%，Iout=1.5A350625mV

負載調(diào)整率Vin=Vout+5V±0.2±1.2%

10mA≤Iout≤1.5±0.3%

電源調(diào)整率（Vout+1V）≤Vin≤26VIout=10mA±0.05±0.6%

±0.5%

輸出限流值Vout=0V，Vin=Vout+1V2.13.5A

接地端電流Vin=Vout+1V，Iout=0.75820mA

輸出噪聲Vin=Vout+1V，Iout=1.5A22mA

使能腳輸入電壓CL=10μF，10Hz≤f≤100kHZ400μV

使能腳輸入電壓高電平/導(dǎo)通2.41.2V

低電平/關(guān)斷1.20.8V

使能腳輸入電流高電平/導(dǎo)通2075μA

低電平/關(guān)斷12μA

關(guān)斷輸出電流VENABLE≤08V1020μA

輸出漏電流VOH=26V0.012μA

信號輸出電壓IOL≤250μA，Vin=Vout-2V0.20.4V

信號門限Vin=Vout-7%75mV

基準(zhǔn)電壓正常工作1.221.241.26V

基準(zhǔn)電壓溫漂正常工作20PPm/℃

調(diào)整腳偏置電流全部溫度范圍，Vin=Vout+1V40150mA

熱阻結(jié)到外殼4.55℃/W

過熱關(guān)斷溫度結(jié)溫JT1135℃

3應(yīng)用說明

3．1穩(wěn)壓器保護

MSK5101系列穩(wěn)壓器具有輸入電源極性反接、過電流、超溫（Pd過大）和瞬態(tài)電壓尖峰達到60V等各種保護功能，若將該穩(wěn)壓器用于負載接負電源的雙電源中，則輸出電壓必須采用二極管箝位到地。

3．2輸出電容

在輸出端與接地端之間接入一只濾波電容可以減小MKS5101系列穩(wěn)壓器的輸出電壓紋波，該電容的最佳容量取決于應(yīng)用情況，但至少應(yīng)在10μF以上。也可在負載兩端直接接入一只電容器來改善負載的瞬態(tài)響應(yīng)能力。

3．3負載連接

在實際應(yīng)用中，當(dāng)穩(wěn)壓器負載電流很大時，負載的接法非常重要。為了不影響負載調(diào)整率，穩(wěn)壓器輸出到負載之間連線的阻抗必須非常小，因為該阻抗可與負載組成分壓器。為了保持穩(wěn)壓，MSK5101系列穩(wěn)壓器的最小負載電流應(yīng)為10mA。

3．4使能管腳

MSK5101系列穩(wěn)壓器有一個與TTL信號兼容的使能（ENABLE）管腳，在該腳為TTL高電平時，內(nèi)部偏壓電路工作，并使穩(wěn)壓器電源接通。而當(dāng)該腳為TTL低電平時，內(nèi)部控制器關(guān)斷，此時流入該器件的靜態(tài)電流只有5μA。如果不需要使能功能，使能管腳可接到輸入腳。

3．5故障信號輸出腳

MSK5101系列中所有固定輸出電壓的穩(wěn)壓器產(chǎn)品都有一個故障信號輸出腳。因為信號輸出腳內(nèi)為開路集電極輸出電路，該腳電壓可以上升到3V～26V之間的任意電壓。這種特性允許該腳與任意邏輯電平接口。當(dāng)信號比較器檢測到“不穩(wěn)壓”狀態(tài)時，該腳輸出有效低電平（典型電壓為0．22V）。MSK5101的故障信號狀態(tài)包括輸入電壓過低、超溫關(guān)斷和輸出限流等。實際上，當(dāng)輸入電壓瞬態(tài)過高時，故障信號管腳也將輸出高電平。

3．6散熱器選擇

采用對流散熱時應(yīng)按下式選擇MSK5101系列穩(wěn)壓器所需的散熱器：

TJ＝Pd（Rθjc＋Rθcs＋Rθsa）Ta

式中：TJ為結(jié)溫；

Pd為總功耗；

Rθjc為結(jié)到外殼的熱阻；

Rθcs為外殼到散熱器的熱阻；

Rθsa為散熱器到環(huán)境的熱阻；

Ta為環(huán)境溫度。

設(shè)計時，可首先按下式計算出功耗P：

P＝（Vin－Vout）×Iout

然后，再選擇最高結(jié)溫。一般最高允許結(jié)溫為125℃。為了計算所需散熱器到環(huán)境的熱阻，應(yīng)將上述結(jié)溫的表示式整理為：

Rθsa＝[（TJ－Ta）／Pd]－Rθjc－Rθcs

以下為根據(jù)此式列出的一個散熱器選擇的實例：

若MSK5101＿3．3型穩(wěn)壓器的輸入Vin為＋5V輸出Vout為＋3．3V連續(xù)直流電流Iout為1A。環(huán)境溫度為＋25℃，最高結(jié)溫為125℃。Rθjc為5℃／W，Rθsa為0．5℃／W。則：

P＝（5V－3．3V）×1A＝1．7W

Rθsa＝[（125℃－25℃）／1．7W]－5℃／W－0．5℃／W＝53．32℃／W

因此，在該例中，為了保證結(jié)溫不超過125℃，應(yīng)選用熱阻小于53℃／W的散熱器。

4MSK5101－00的輸出電壓調(diào)整電路

MSK5101－00是一種輸出電壓可調(diào)的高性能穩(wěn)壓器。用它設(shè)計的輸出電壓調(diào)整電路如圖3所示。圖中，串聯(lián)電阻R1和R2應(yīng)根據(jù)所需通過的最小穩(wěn)壓器輸出電流（10mA）來選擇。

MSK5101系列穩(wěn)壓器是一種高導(dǎo)熱器件，外殼散熱器到內(nèi)部PN結(jié)的導(dǎo)熱通路非常短。該器件焊到電路板上時，應(yīng)當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)的表面貼裝技術(shù)。在大功率應(yīng)用中，印刷電路板上應(yīng)開一個導(dǎo)熱孔，以便外殼上的散熱器能將熱量傳導(dǎo)到外接散熱器上。外接散熱器必須接地，因為MSK5101的地板面是接地的，用戶在設(shè)計印刷電路板時，必須牢記這一點。除此之外，印刷電路板上的布線也不能與器件的地板面相連。