ADIのリニアレギュレータ LT3073 - 高速起動回路を実装するには?

ノイズを低減するために、従来のLDOでは大容量コンデンサを入力端子と並列に接続する必要がありました。しかし、大容量コンデンサの充電には時間がかかり、起動速度が重視されるシーンでは要件を満たせません。この矛盾を解決し、高速起動回路を実現するにはどうすればよいでしょうか?

LT3073 を例にとって説明します。

LT3073 高速起動回路の実装ロジック

高速起動時、LT3073 のREFピンの電圧は0Vから目標値まで徐々に充電されます。VOUTはREF電圧に追従するので、REF電圧の充電過程はそのままVOUTの起動過程に対応します。つまり、REF電圧が早く充電されるほど、VOUTは早く目標値に達します。言い換えれば、高速起動を実現するには、REFピンを急速に充電する必要があります。

このプロセスは、具体的には2つの重要なステップで構成されています。

1. 起動段階:REFピンの充電電流を積極的に増加

LT3073 をENピンでイネーブルにすると、高速起動回路が即座に起動し、REFピンの充電電流が100μA(通常動作時)から2mA(20倍)に増加し、REFピンの大容量コンデンサの充電速度が大幅に加速されます。

例: 22μFのREFコンデンサの場合、2mAの大電流により充電時間が従来の100msから5msに短縮され、起動速度が20倍向上します。これにより、ほとんどのシナリオで必要とされる高速パワーオン要件を満たします。


LT3073機能ブロック図画像出典:ADI

2. 起動完了の判断:電流シャットダウンの正確なトリガ

高速起動回路は連続動作せず、REF電圧の閾値検出で起動完了を判断するため、通常のノイズ性能への影響を回避できます。REFピンの電圧が最終的な安定値の98.8%まで上昇すると(これはデータシートの「高速スタートアップのターンオフ閾値」パラメータで、標準値は98.8%)、高速起動回路は自動的に2mAの昇圧電流をオフにし、REFピンは通常の100μAの動作電流に戻ります。

この閾値設計は、REF電圧が安定したことを保証するだけでなく(早すぎるシャットダウンによる不完全な起動を防止)、過電流による追加ノイズを回避し、高速起動低ノイズのバランスをとっています。

最後に、使用上の注意

1. 高速起動電流仕様

起動時、REFピンの最大電流は2mAです(これはデータシートの「高速起動REFピン電流」パラメータ)。電流制限によって起動速度が低下しないように、外部回路(例えば、REFピンに直列抵抗を接続する場合)がこの電流に耐えられることを確認する必要があります。

2. REFコンデンサの対応性

高速スタートアップ機能は、4.7μF(従来の低ノイズ構成)から22μF(超低1/fノイズ構成)までのREFコンデンサに対応しています。容量の違いによる起動時間は、容量とともに直線的に増加しますが、いずれも従来のLDOの起動時間よりはるかに短くなっています(例えば、10μFのREFコンデンサの起動時間は2.3msに短縮できます)。

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