采用ICL8211和ICL8212的電源電路

摘要：ICL8211和ICL8212是美國intersil(harris)公司新近推出的微功耗雙極性單片集成電路，主要用于精密電壓的產(chǎn)生和檢測以及低壓差、低輸出電壓的應(yīng)用場合，是新一基準電壓源。文中介紹了這兩種器件的基本特點和幾種典型的應(yīng)用電路。

關(guān)鍵詞：基準電壓源 回差 閥值 低輸出電壓 ICL8211 ICL8212

1 概述

ICL8211/21212是新一代基準電壓源，可用于恒壓源、恒流源、輸入輸出低壓差、低輸出電壓及輸出電壓可調(diào)的應(yīng)用場合。使用靈活方便，精度高（10 -6）。

圖1是ICL8211/8212是引腳排列圖，圖2和圖3分別是ICL8211/8212是功能圖。

當(dāng)加至ICL8211預(yù)置門限輸入端的電壓低于1.15V時，它具有7mA的輸出限流功能。而在輸入到ICL8212預(yù)置端的電壓大于1.15V時，ICL8212為一飽和晶體管輸出而無限流功能。無論是ICL8211還是ICL8212，當(dāng)它們的預(yù)置輸入端的電壓大于還是ICL8212，當(dāng)它們的預(yù)置輸入端的電壓大于1.15V時，其輸出級均飽和，并都具有可控低電流回差的能力。

ICL8211/8212可用作各種電壓檢測、電源故障檢測、穩(wěn)壓器、可編程基準電壓和恒流源等應(yīng)用場合。下面我們主要介紹I-CL8211/8212在各種電源電路中的應(yīng)用。ICL8211/8212的主要優(yōu)點是主要優(yōu)點是可使電源在很低的電壓和電流下工作。同時，由于IC臘211/8212的獨特特性可使得它們在許多輔助電路，如電流源、過壓保護、可編程基準電壓源和電流故障保護中得到廣泛的應(yīng)用。

2 應(yīng)用電路

2.1 正極性輸出穩(wěn)壓電源

利用ICL8211/8212可以設(shè)計一個低電壓輸入、低壓差輸出的穩(wěn)定電流。這在低功耗電路極的低輸入輸出電壓的應(yīng)用場合特別有用。采用PNP擴展輸入的正極笥輸出穩(wěn)壓電流電流如圖4所示，圖中ICL8211用來提供基準參考電壓，采用Q1作為輸出擴展。電阻R1決定ICL8211的輸出電流，C1、C2用于使電流穩(wěn)定工作，并可起到抑制輸入到輸出的瞬態(tài)變化的作用。R2、R3決定輸出電壓VOUT。

VOUT=1.15（R2+R3）/R3

另外，R2、R3還用于為Q1提供一個較小的維持電流，以確保電路穩(wěn)定工作。當(dāng)要求輸出電壓可調(diào)時，可選擇R2或R3為可變電阻。當(dāng)R2為可變時，輸出電壓與R2的轉(zhuǎn)動角度成線性變化。但是當(dāng)R2開路時，輸出電壓將上升。所以，一般以R3為可調(diào)，這樣可使電路輸出不致于由于R3斷開而使輸出電壓上升，從而起到保護作用。

Q1的選擇取決于輸出的需要。選擇適當(dāng)?shù)腝1可以輸出50mA電流，并使輸入與輸出間的壓降為0.5V，如果要使輸出電流更大，Q1可采用復(fù)合管，但電流的輸入與輸出電壓差將增加。

需注意的是，電路中的Q1具有反相作用，所以使用時，應(yīng)使用ICL8211的同相輸出端，以確保電路的負反饋。

需要指出的是，也可以采用場效應(yīng)管來擴展輸入電壓范圍，而這時應(yīng)使效應(yīng)管的夾斷電壓值低于輸出電壓，以便于ICL8212能在空載時使它的Q1柵極電壓足夠低，從而確保電路關(guān)斷。

電路的時間常數(shù)主要取決于R1和C1。這個時間常數(shù)值應(yīng)足夠小，以保證電路的瞬態(tài)響應(yīng)特性和電路的工作穩(wěn)定性。電容C2的取值與輸出電壓保持時間有關(guān)。然而由于ICL8212的寬頻帶和場效應(yīng)管的快速特性，因此以上限制并非十分嚴格。

當(dāng)電路的輸出電流要求很大時，可采用雙極性晶體管進一步擴展輸出電流。當(dāng)使用中即需要擴展輸入電壓范圍又需降低輸入與輸出壓差時，可采用圖5所示電路。

在圖5中，工作在共基極狀態(tài)的Q1用來緩沖由于輸入電壓變化時ICL8211輸出的影響，R1、D1用以保護ICL8211。注意：圖5電路中的ICL8211不能由穩(wěn)壓后的電壓供電。否則，電路將無法自啟動。R2、R3、R4、C1和C2的選擇同圖4.D1的工作電壓值需等于或稍大于電壓值。R1為ICL8211提供工作電流。啟動電路的另一種變通是用R5和D2取代D1.在這種情況下，R1、R5的選擇原理是一旦電源穩(wěn)定工作后，ICL8211通過D2供電。

2.2 負極性輸出穩(wěn)壓器

按圖6所示電路可以很方便地構(gòu)成一個負輸出電壓的穩(wěn)壓電路。當(dāng)然這時的結(jié)型場效應(yīng)管應(yīng)選用P溝道型。當(dāng)需要進一步擴展輸出電流時，可再加一只NPN型的擴流三極管Q2.然而由于NPN晶體管的電荷存儲效應(yīng)將降低環(huán)路帶寬。所以應(yīng)加大R2或C1以保證電路工作的穩(wěn)定性。注意：圖6中使用的是I-CL8211而不是ICL8212，因為使用ICL8211可確保反饋信號極性正確，保證電路工作在負反饋狀態(tài)。

2.3 可編程電流源

圖7為采用ICL8211設(shè)計的可編程電流源電路。主要用于在電流設(shè)計中為差分放大器提供射極電流。其輸出電流可由下式?jīng)Q定：

I0=25μA+VBE/R1+1.15/R2(1+β)

式中β表示Q1的放大倍數(shù)，VBE表示發(fā)射結(jié)電壓。這個電流值和實際值的偏差是由于β值隨Q1集電極電壓變化造成的。在2V～30V的工作電壓范圍內(nèi)，該電路的可編程電流范圍為300μA～50mA。在一些高穩(wěn)定的應(yīng)用場合，可用這個恒流源為穩(wěn)壓管提供供電電流。由于ICL8212中沒有補償，因而用C1來確何電路穩(wěn)定工作，并可在供電電壓發(fā)生變化或瞬變期間保證輸出電流的恒定。