采用ICL8211和ICL8212的电源电路

摘要：ICL8211和ICL8212是美国intersil(harris)公司新近推出的微功耗双极性单片集成电路，主要用于精密电压的产生和检测以及低压差、低输出电压的应用场合，是新一基准电压源。文中介绍了这两种器件的基本特点和几种典型的应用电路。

关键词：基准电压源 回差 阀值 低输出电压 ICL8211 ICL8212

1 概述

ICL8211/21212是新一代基准电压源，可用于恒压源、恒流源、输入输出低压差、低输出电压及输出电压可调的应用场合。使用灵活方便，精度高（10 -6）。

图1是ICL8211/8212是引脚排列图，图2和图3分别是ICL8211/8212是功能图。

当加至ICL8211预置门限输入端的电压低于1.15V时，它具有7mA的输出限流功能。而在输入到ICL8212预置端的电压大于1.15V时，ICL8212为一饱和晶体管输出而无限流功能。无论是ICL8211还是ICL8212，当它们的预置输入端的电压大于还是ICL8212，当它们的预置输入端的电压大于1.15V时，其输出级均饱和，并都具有可控低电流回差的能力。

ICL8211/8212可用作各种电压检测、电源故障检测、稳压器、可编程基准电压和恒流源等应用场合。下面我们主要介绍I-CL8211/8212在各种电源电路中的应用。ICL8211/8212的主要优点是主要优点是可使电源在很低的电压和电流下工作。同时，由于IC腊211/8212的独特特性可使得它们在许多辅助电路，如电流源、过压保护、可编程基准电压源和电流故障保护中得到广泛的应用。

2 应用电路

2.1 正极性输出稳压电源

利用ICL8211/8212可以设计一个低电压输入、低压差输出的稳定电流。这在低功耗电路极的低输入输出电压的应用场合特别有用。采用PNP扩展输入的正极笥输出稳压电流电流如图4所示，图中ICL8211用来提供基准参考电压，采用Q1作为输出扩展。电阻R1决定ICL8211的输出电流，C1、C2用于使电流稳定工作，并可起到抑制输入到输出的瞬态变化的作用。R2、R3决定输出电压VOUT。

VOUT=1.15（R2+R3）/R3

另外，R2、R3还用于为Q1提供一个较小的维持电流，以确保电路稳定工作。当要求输出电压可调时，可选择R2或R3为可变电阻。当R2为可变时，输出电压与R2的转动角度成线性变化。但是当R2开路时，输出电压将上升。所以，一般以R3为可调，这样可使电路输出不致于由于R3断开而使输出电压上升，从而起到保护作用。

Q1的选择取决于输出的需要。选择适当的Q1可以输出50mA电流，并使输入与输出间的压降为0.5V，如果要使输出电流更大，Q1可采用复合管，但电流的输入与输出电压差将增加。

需注意的是，电路中的Q1具有反相作用，所以使用时，应使用ICL8211的同相输出端，以确保电路的负反馈。

需要指出的是，也可以采用场效应管来扩展输入电压范围，而这时应使效应管的夹断电压值低于输出电压，以便于ICL8212能在空载时使它的Q1栅极电压足够低，从而确保电路关断。

电路的时间常数主要取决于R1和C1。这个时间常数值应足够小，以保证电路的瞬态响应特性和电路的工作稳定性。电容C2的取值与输出电压保持时间有关。然而由于ICL8212的宽频带和场效应管的快速特性，因此以上限制并非十分严格。

当电路的输出电流要求很大时，可采用双极性晶体管进一步扩展输出电流。当使用中即需要扩展输入电压范围又需降低输入与输出压差时，可采用图5所示电路。

在图5中，工作在共基极状态的Q1用来缓冲由于输入电压变化时ICL8211输出的影响，R1、D1用以保护ICL8211。注意：图5电路中的ICL8211不能由稳压后的电压供电。否则，电路将无法自启动。R2、R3、R4、C1和C2的选择同图4.D1的工作电压值需等于或稍大于电压值。R1为ICL8211提供工作电流。启动电路的另一种变通是用R5和D2取代D1.在这种情况下，R1、R5的选择原理是一旦电源稳定工作后，ICL8211通过D2供电。

2.2 负极性输出稳压器

按图6所示电路可以很方便地构成一个负输出电压的稳压电路。当然这时的结型场效应管应选用P沟道型。当需要进一步扩展输出电流时，可再加一只NPN型的扩流三极管Q2.然而由于NPN晶体管的电荷存储效应将降低环路带宽。所以应加大R2或C1以保证电路工作的稳定性。注意：图6中使用的是I-CL8211而不是ICL8212，因为使用ICL8211可确保反馈信号极性正确，保证电路工作在负反馈状态。

2.3 可编程电流源

图7为采用ICL8211设计的可编程电流源电路。主要用于在电流设计中为差分放大器提供射极电流。其输出电流可由下式决定：

I0=25μA+VBE/R1+1.15/R2(1+β)

式中β表示Q1的放大倍数，VBE表示发射结电压。这个电流值和实际值的偏差是由于β值随Q1集电极电压变化造成的。在2V～30V的工作电压范围内，该电路的可编程电流范围为300μA～50mA。在一些高稳定的应用场合，可用这个恒流源为稳压管提供供电电流。由于ICL8212中没有补偿，因而用C1来确何电路稳定工作，并可在供电电压发生变化或瞬变期间保证输出电流的恒定。