在某些芯片管腳上經常出現VREF參考電壓的描述,VREF能穩定輸出一個電壓。如下圖所示:
在芯片外部實現固定穩壓需求一般使用LDO和穩壓管。但是在芯片內部,并不是用這種方案。
TL494芯片的數據手冊描述如下:
穩壓器使用帶隙電路作為其主要參考,以保持在0°C至70°C的空氣溫度范圍內的熱穩定性,變化不超過100毫伏。
從上面描述可以看出,因為這個VREF模塊使用了帶隙電路,使它有很好溫度特性,在0~70℃保持其精度和可靠性。帶隙電路是一個具有零溫度系數的基準電壓,即有很好溫度抑制功能。
UC3842芯片的數據手冊描述如下:
TL494和UC3842兩款芯片都提到了帶隙參考這個概念。帶隙電路是芯片內部供電的核心模塊,也稱為BandGap,BangGap是實現芯片內部電源穩定的保障。
VREF是誤差放大器的電壓參考,同時也用于IC中許多其他內部電路。高速開關邏輯使用VREF作為邏輯電源。可見VREF的精度,穩定性是非常重要。
BandGap實現起來比較復雜,咱也不是專門設計芯片IP,不做展開。
下面介紹一種簡單的方案來實現芯片內部穩壓功能。
實現思路:使用電流對電容充電,當電容充電到VREF后,就對其電流進行旁路,只要保持電容上電壓穩定,VREF電壓就能保持穩定。
這里最重要的器件就是分段線性電阻R8,從它功能可以看出,當電容兩端電壓為5V以下時,流過電阻R8電流為0A,當電容兩端電壓為5V以上時,立馬以1000000倍的電流吸收能力對電容充電電流進行旁路。
因此,只要電壓低于5V,就會繼續對電容充電,高于5V就對電阻充電,這樣就能實現電容電壓穩定在5V。其實這里的R8實現了穩壓管的功能。
仿真結果如下:
使用上面仿真電路可以實現簡單VREF功能,芯片上電后,穩定在設定的5V電壓。但是實際芯片內部的BandGap相當復雜,企業里面有成熟IP可以使用,由于筆者知識有限,僅限本篇仿真于此。