SGM2209：高性能负输出线性稳压器的卓越之选

在电子设计领域，电源管理是一个至关重要的环节。一款性能出色的线性稳压器能够为各种电子设备提供稳定、干净的电源，确保设备的正常运行。今天，我们就来深入了解一下SGMICRO推出的SGM2209 -24V, -500mA低噪声、高PSRR负输出线性稳压器。

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一、产品概述

SGM2209是一款低功耗、低噪声、快速瞬态响应且低压差的线性稳压器，能够提供 -500mA 的输出电流。其输入电压范围为 -2.7V 至 -24V，可调输出电压范围为 -1.2V 至 (-VIN + VDROP)。此外，该稳压器还具备逻辑控制关机模式、短路电流限制和热关断保护等功能，并且在禁用状态下具有自动放电功能，可快速释放 Vout。

SGM2209提供了Green TDFN - 2×2 - 6AL、TDFN - 3×3 - 8L 和 SOT - 23 - 5 三种封装形式，工作温度范围为 -40℃ 至 +125℃，适用于多种工业和医疗设备、通信和基础设施、精密放大器以及 ADC 和 DAC 电路等应用场景。

二、产品特性

1. 宽输入电压范围

输入电压范围为 -2.7V 至 -24V，能够适应不同的电源环境，为设计提供了更大的灵活性。

2. 多种固定输出电压选项

提供 -1.2V、 -1.5V、 -1.8V、 -2.5V、 -2.8V、 -3.0V、 -3.3V 和 -5.0V 等多种固定输出电压，满足不同应用的需求。

3. 可调输出电压

可调输出范围从 -1.2V 至 (-VIN + VDROP)，用户可以根据实际需求进行灵活调整。

4. 高精度输出电压

输出电压精度在 +25℃ 时为 ±1%，在 -40℃ 至 +125℃ 温度范围内为 ±1.5%，确保了输出电压的稳定性和准确性。

5. 低静态电流

在 -500mA 负载下，静态电流低至 -1.2mA（典型值），有助于降低功耗，延长设备的电池续航时间。

6. 低压差电压

在 -500mA 负载、VOUT = -3.0V 时，压差电压低至 -345mV（典型值），提高了电源转换效率。

7. 低噪声

在不同输出电压下，输出噪声均处于较低水平，如 VOUT = -1.2V 时为 10.5μVRMS（典型值），VOUT = -2.5V 时为 12μVRMS（典型值），VOUT = -5.0V 时为 16μVRMS（典型值），适用于对噪声敏感的应用。

8. 高 PSRR

在 10kHz、VOUT = -2.5V 时，PSRR 为 -60dB，能够有效抑制电源纹波和噪声，提高电源质量。

9. 正或负使能逻辑

支持正或负使能逻辑，方便用户根据实际需求进行控制。

10. 保护功能

具备电流限制和热保护功能，能够有效保护设备免受过载和过热的影响。同时，输出自动放电功能可在设备关机时快速释放输出电压，提高了系统的安全性。

11. 小尺寸陶瓷电容稳定性

使用小尺寸陶瓷电容即可保持稳定，减小了电路板的尺寸和成本。

12. 低关机电源电流

关机状态下，电源电流低至 -1.1μA（典型值），进一步降低了功耗。

三、典型应用电路

文档中给出了典型应用电路示例，输入电压 VIN = -8V，输出电压 VOUT = -5V。电路中使用了 2.2μF 的输入电容 CIN 和输出电容 COUT，通过合理的电路设计，可以确保稳压器的稳定运行。对于固定输出电压版本和可调输出电压版本，电路的连接方式略有不同，用户可以根据实际需求进行选择。

四、封装与订购信息

SGM2209提供了多种封装形式和不同的输出电压选项，每个型号都有对应的订购编号、封装标记和包装选项。用户可以根据自己的需求选择合适的封装和型号。例如，TDFN - 2×2 - 6AL 封装的 SGM2209 - 1.2 型号，订购编号为 SGM2209 - 1.2XTDI6G/TR，包装形式为 Tape and Reel，每盘 3000 个。

五、电气特性

文档详细列出了 SGM2209 的各项电气特性参数，包括输入电压范围、输出电压精度、反馈电压、压差电压、输出电流限制等。这些参数为工程师在设计电路时提供了重要的参考依据。例如，在不同输出电流下，输入电压范围会有所不同；输出电压精度在不同温度和负载条件下也会有一定的变化。

六、典型性能特性

通过一系列的图表展示了 SGM2209 的典型性能特性，如开启特性、线路瞬态响应、负载瞬态响应、电源抑制比与频率的关系、输出噪声密度与频率的关系等。这些特性直观地反映了稳压器在不同工作条件下的性能表现，帮助工程师更好地了解和使用该产品。例如，从负载瞬态响应图表中可以看出，当负载电流发生变化时，输出电压能够快速恢复稳定，具有良好的瞬态响应性能。

七、应用信息

1. 电容选择

输入电容 CIN 和输出电容 COUT 的选择对于稳压器的性能至关重要。输入电容应选择 2.2μF 或更大的 X7R 或 X5R 陶瓷电容，并尽可能靠近 VIN 引脚连接，以确保设备的稳定性和动态性能。输出电容同样应选择 2.2μF 或更大的 X7R 或 X5R 陶瓷电容，且最小有效电容为 1.5μF。同时，要考虑温度、直流偏置和封装尺寸对电容有效电容的影响，在设计时预留足够的余量。较大电容值和较低 ESR 的输出电容有助于提高高频 PSRR 和改善负载瞬态响应。

2. 使能引脚操作

EN 引脚用于在正常工作条件下启用和禁用 VOUT 引脚。当使用自动启动时，将 EN 引脚连接到 VIN 引脚。当 EN 相对于 GND 为 ±2.0V 时，设备处于激活状态；当 EN 为 0V 时，设备处于关机状态。此时，一个约 200kΩ 的放电电阻连接到 VOUT 引脚，将 VOUT 引脚拉至 GND。SGM2209 的 EN 引脚为双极性，使能电压可以为正或负，并且具有典型的滞后特性，可防止因 EN 引脚噪声导致的开关振荡。

3. 可调稳压器

对于 SGM2209 - ADJ 型号，可以通过使用电阻分压器来设置输出电压。选择 RFB2 小于 120kΩ 以保持 10μA 的最小负载，输出电压可以通过公式 (V{OUT }=-1.2 V timesleft(1+R{FB 1} / R_{FB 2}right)) 计算得出。

4. 输出电流限制和短路保护

当发生过载事件时，输出电流会被内部限制在 -1.05A（典型值）。当 VOUT 引脚短路到地时，短路保护将输出电流限制在 -360mA（典型值），有效保护设备免受损坏。

5. 热关断

SGM2209 能够检测芯片温度，当芯片温度超过热关断阈值时，设备将进入关机状态，直到芯片温度降至 +140℃ 才会恢复正常工作，确保了设备的安全性和可靠性。

6. 功率耗散

SGM2209 的功率耗散 (P{D}) 可以通过公式 (P{D}=(V{IN }-V{OUT }) ×I{OUT }) 计算。最大允许功率耗散 (P{D(MAX)}) 受多种因素影响，包括结温与环境温度的差值、封装热阻、环境气流速率和 PCB 布局等，可以通过公式 (P{D(MAX)}=left(T{J(MAX)}-T{A}right) / theta{J A}) 近似计算。

7. 布局指南

为了获得良好的 PSRR、低输出噪声和高瞬态响应性能，输入和输出旁路电容应分别尽可能靠近 VIN 引脚和 VOUT 引脚放置，以减少线路电感和噪声干扰。

八、总结

SGM2209 是一款性能卓越的负输出线性稳压器，具有宽输入电压范围、多种输出电压选项、高精度、低噪声、高 PSRR 等优点，同时具备完善的保护功能和良好的瞬态响应性能。在设计电子设备时，工程师可以根据具体需求选择合适的封装和型号，并遵循应用信息中的建议进行电路设计和布局，以充分发挥 SGM2209 的性能优势，为设备提供稳定、可靠的电源。

你在使用 SGM2209 或其他线性稳压器的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。