设计目标

设计说明

此设计可精确降低电压电平，并在固定输出电压（低压降稳压器）时保持稳定。该稳压器所需要的输入电压为 –4.5V 至 –5.5V，并能将电压降至 –3V 定电位导体轨，一旦如此，其提供的电流可高达600mA。

设计说明

1. 在线性运行区域内使用运算放大器。验证运算放大器的输入未超过器件的共模范围。通常在 A_OL 测试条件下指定线性输出摆幅。
2. 共模电压等于根据 TLV431 的 -1.24V 基准设置的反相输入电压。
3. 使用高增益 BJT 可降低运算放大器的输出电流要求。
4. 大部分功率损耗为|V_ee–V _out|×I _out 并在晶体管 T₁中耗散。较大的 V_ee 会增加功率损耗和 T₁的温度。
5. 其他运算放大器可用于代替 TLV9002，但可能需要调整反馈稳定性。
6. 由 T₁执行反转，因此，对放大器使用正反馈。

设计步骤

该电路的传递函数为：

1. 根据所需的输出电压（在本例中为 -3V），选择满足上述方程的 R₁和 R₂比率。
   $$\begin{gathered} -\mathrm{3V}=-1.24\mathrm{V}\times \frac{R_1+R_2}{R_2} \\ 1.419\times R_2=R_1 \end{gathered}$$

   选择标准电阻、1.02kΩ 和 715Ω。

   
   
2. 为了确定输出电容的大小， C₂ 和 R_esr 的乘积须生成一个低于 10kHz 的零点，以验证其稳定性。ESR 零点位于：
   $F_{z\left(ESR\right)}=\frac{1}{2{\mathrm{\pi R}}_{\mathrm{esr}}{C}_2}=\frac{1}{2\mathrm{\pi }\left(\mathrm{1\Omega }\right)(47\times {10}^{-6}F)}=\mathrm{3.38kHz}$

设计结果

直流分析结果

Vee 扫描

输出电流扫描

压降电压

交流分析结果

Bode 60mA

Bode 600mA

瞬态分析结果

瞬态响应（100mA 阶跃）

设计参考资料

有关 TI 综合电路库的信息，请参阅模拟工程师电路设计指导手册。

《使用陶瓷输出电容器实现 AN-1482 LDO 稳压器的稳定性》

航天级 100-krad –2.5V 分立式负 LDO 线性稳压器电路

有关大量运算放大器主题（包括共模范围、输出摆幅和带宽）的更多信息，请访问 TI 高精度实验室。

Spice 仿真文件

设计中采用的器件

设计替代器件