Wiele urządzeń przenośnych, których używamy obecnie, jest zasilanych z baterii. W takich urządzeniach kluczową rolę odgrywają regulatory napięcia. Wraz ze wzrostem zapotrzebowania regulatory napięcia do bardzo wrażliwych aplikacji, które wymagają bardzo niskich napięć do ich działania, prowadzą do wzrostu zapotrzebowania na układy LDO IC. Regulatory napięcia o niskim spadku napięcia mogą regulować małe napięcia w mV. Zwykle działają przy napięciu wejściowym od 200 mV do 500 mV. Potrzebne jest wydajne, niewielkie rozwiązanie do zasilania w przenośnej elektronice. Powinny mieć również niskie wymagania wejściowe i niskie wymagania wyjściowe. Jednym z LDO o takich cechach jest TPS7A11.

Co to jest układ scalony TPS7A11?

TPS7A11 to regulator napięcia o niskim spadku napięcia. Jest dostępny jako bardzo mały układ scalony o niskim prądzie spoczynkowym. Ten układ scalony można podłączyć do źródła zasilania nawet o 140 mV powyżej napięcia wyjściowego.

Przy użyciu V_{STRONNICZOŚĆ}szynę zasilającą wewnętrzne obwody urządzenia, TPS7A11 może obsługiwać bardzo niskie napięcia wejściowe. Te cechy sprawiają, że TPS7A11 jest idealnym wyborem do zastosowań zasilanych bateryjnie.

“pasmo przenoszenia filtra dolnoprzepustowego ”

Schemat blokowy

Schemat blokowy TPS7A11

Doskonała odpowiedź przejściowa

Ze względu na wysoką impedancję wejściową i niską impedancję wyjściową, TPS7A11 szybko reaguje na stany przejściowe na wejściu zasilania i prądzie wyjściowym.

Ta cecha daje również urządzeniu możliwość wysokiego współczynnika tłumienia zasilania i niskiego poziomu szumów wewnętrznych. TPS7A11 ma doskonałe przebiegi obciążenia i linii.

Globalna blokada podnapięciowa

Ten układ scalony ma dwa obwody blokady podnapięciowej. Jeden na pinie BIAS, a drugi na pinie IN. Obwód ten zapobiega włączeniu TPS7A11 przed wzrostem napięcia BIAS lub IN powyżej ich napięcia blokady.

Te dwa sygnały UVLO są wewnętrznie połączone przez bramkę AND. Zatem jeśli którykolwiek z tych sygnałów jest poniżej napięcia blokady, urządzenie zostaje WYŁĄCZONE.

Aktywne rozładowanie

Aby aktywnie rozładować napięcie wyjściowe, opcja aktywnego rozładowania ma wewnętrzne obniżenie MOSFET . Ten MOSFET łączy rezystor 120 Ω z masą, gdy urządzenie jest wyłączone. Ten obwód jest aktywowany, gdy pin włączania jest niski lub gdy urządzenie jest w trybie wyłączenia termicznego.

Wewnętrzny limit prądu foldback

Ten obwód jest używany do ochrony TPS7A11 przed zwarciami prądu o dużym obciążeniu lub zwarciami napięcia.

Wyłączenie termiczne

Gdy temperatura złącza termicznego urządzenia wzrośnie do temperatury wyłączenia termicznego, obwód ten wyłącza urządzenie. Gdy temperatura spadnie poniżej temperatury wyłączenia, histereza termicznego wyłączenia zapewnia, że LDO ponownie się zresetuje.

TPS7A11 działa w trzech trybach funkcjonalnych - normalnej pracy, pracy przy wyłączaniu i trybie wyłączonym. W trybie Dropout urządzenie nie jest w stanie regulacji, a napięcie wyjściowe jest wartością równą napięciu wejściowemu minus spadek napięcia na elemencie przepustowym urządzenia. W trybie Disabled urządzenie jest wyłączone.

Schemat obwodu

W zależności od wymagań aplikacji wymagane są zewnętrzne komponenty wraz z TPS7A11 IC.

Schemat obwodu TPS7A11

Rodzaje kondensatorów

TPS7A11 wymaga kondensator s na pinach wejściowych, wyjściowych i polaryzacji dla stabilności. Przeważnie kondensatory ceramiczne są zalecane. Należy ostrożnie używać wielowarstwowych kondensatorów ceramicznych.

Wymagania dotyczące kondensatorów wejściowych i wyjściowych

Minimalny kondensator wejściowy wymagany dla TPS7A11 to 2,2 µF. Minimalna wartość kondensatora wyjściowego wynosi 2,2 µF, a maksymalna 22 µF. Wartość kondensatora polaryzacji powinna wynosić 0,1 µF.

Konfiguracja pinów TPS7A11

TPS7A11 jest dostępny jako pakiet 2,00 mm X 2,00 mm WSON, 6-pinowy DRV i ultra-mały pakiet 0,74 mm X 1,09 mm, 5-pinowy DSBGA (YKA).

Pakiet DRV TPS7A11

Pakiet DRV

W przypadku tego pakietu zaleca się podłączenie podkładki termicznej do uziemienia.

Pin-1 to regulowany pin wyjściowy OUT. Aby zapewnić stabilność, kondensator musi być podłączony z OUT do masy. Aby uzyskać dobre wartości przejściowe, zastosowano kondensatory ceramiczne, które są umieszczone blisko wyprowadzenia wyjściowego urządzenia.
Pin-2 to pin NC, który nie jest połączony wewnętrznie. Ten styk można pozostawić jako pływający lub można go podłączyć do uziemienia w celu dobrego odprowadzania ciepła.
Pin-3 to pin włączający EN. Aby włączyć urządzenie, ten pin jest podniesiony wysoko i ustawiając go nisko, można wyłączyć urządzenie. Jeśli wymagana jest funkcja włączenia, ten pin można podłączyć do pinu IN lub BIAS, ale pod warunkiem, że napięcia na pinie IN są większe niż 0,9 V.
Pin-4 to bias pin BIAS. Za pomocą tego pinu można zastosować niskie napięcie wejściowe i niskie napięcie wyjściowe. Aby uzyskać najlepszą wydajność, kondensator powinien być podłączony od tego styku do masy.
Pin-5 to pin uziemienia GND.
Pin-6 to styk wejściowy IN. Ze stabilności kondensator powinien być podłączony od tego pinu wejściowego do masy. Ten kondensator należy umieścić blisko pinu IN.

Pakiet 5-Pin DSBGA –YKA

W przypadku tego pakietu działanie Pin jest takie samo jak w przypadku powyższego pakietu DRV.

A1 to styk wejściowy IN.
A3 to styk wyjściowy OUT.
B2 to pin uziemienia GND.
C1 to pin polaryzacji BIAS.
C3 to pin włączający EN.

Specyfikacje TPS7A11

Specyfikacje TPS7A11 są następujące:

TPS7A11 ma bardzo niski zakres napięcia od 0,75 V do 3,3 V.
Ten układ scalony jest dostępny jako pakiety DRV i YKA.
Dla pakietu DRV przy 500-mA, ultra-niski spadek przy minimalnej utracie mocy wynosi 140mV.
W przypadku pakietu YKA ultra niski spadek napięcia wynosi 110 mV.
Niski prąd spoczynkowy dla V._Wwynosi 1,6 µA.
Dla V_{STRONNICZOŚĆ}IQ wynosi 6 µA.
Obciążenie, linia i temperatura mają dokładność 1,5%.
Ten układ scalony ma wysoki PSRR 64 dB przy 1 kHz.
TPS7A11 ma aktywne wyładowanie wyjściowe.
Ten regulator napięcia jest dostępny dla stałego napięcia w zakresie od 0,5 V do 3 V.
Zakres dla V_{STRONNICZOŚĆ}wynosi od 1,7 V do 5,5 V.
Zalecana temperatura robocza złącza TPS7A11 wynosi od -400C do 1250C.
Napięcie wyjściowe pobierane z tego układu scalonego w warunkach temperatury złącza roboczego wynosi od minimum 0,5 V do maksymalnie 3 V.
Wraz z układem scalonym zastosowano kondensator polaryzacji 0,1 µF.
Maksymalna ESR musi być niższa niż 250mΩ podczas pracy w warunkach temperatury złącza.

Aplikacje

Zastosowania regulatora napięcia TPS7A11 są następujące:

Służą one do zasilania niższych napięć rdzenia współczesnych mikrokontrolery i czujniki .
Są one używane w smartwatchach i monitorach sprawności.
Bezprzewodowe słuchawki i wkładki douszne również wykorzystują ten regulator napięcia.
Ten regulator napięcia znajduje się w modułach kamer.
Przenośne urządzenia medyczne, smartfony, tablety, urządzenia półprzewodnikowe wykorzystują regulator napięcia TPS7A11.

Alternatywne układy scalone

Układ scalony, który może być używany jako alternatywa dla TPS7A11, to TPS7A26.

Ze względu na niskie napięcie wejściowe i niskie wymagania dotyczące napięcia wyjściowego, TPS7A11 stał się idealnym wyborem dla przenośnej elektroniki wrażliwej na zakłócenia zasilanej bateryjnie. Chociaż tradycyjne LDO mają niższe parametry wejściowe i wyjściowe, ich wydajność jest niska.

TPS7A11 wykorzystuje szynę polaryzacji do pracy przy niższym napięciu wejściowym, zmniejszając w ten sposób rozpraszanie mocy na matrycy. Więcej specyfikacji tego regulatora napięcia można znaleźć w arkusz danych firmy Texas Instrumentation. W której aplikacji TPS7A11 był przydatny? Jakie są wartości kondensatorów, których użyłeś w obwodzie?

Zasób obrazu: Texas Instruments