Многие из портативного оборудования, которое мы используем сегодня, работают от батарей. Регуляторы напряжения играют в таких устройствах решающую роль. С увеличением спроса регуляторы напряжения для очень чувствительных приложений, требующих очень низкого напряжения для их работы, приводит к увеличению спроса на ИС LDO. Стабилизаторы напряжения с малым падением напряжения могут регулировать небольшие напряжения в мВ. Обычно они работают при входном напряжении от 200 мВ до 500 мВ. Требуется эффективное малоразмерное решение для электропитания портативной электроники. У них также должны быть низкие требования к входу и выходу. Один из LDO с такими характеристиками - TPS7A11.

Что такое микросхема TPS7A11?

TPS7A11 - регулятор напряжения с низким падением напряжения. Он доступен в виде сверхмалой ИС с низким током покоя. Эта ИС может быть подключена к источнику питания с напряжением на 140 мВ выше выходного напряжения.

С использованием V_{ПРЕДВЗЯТОСТЬ}Rail, которая питает внутренние схемы устройства, TPS7A11 может поддерживать очень низкие входные напряжения. Эти характеристики делают TPS7A11 идеальным выбором для приложений с батарейным питанием.

“диаграмма состояний конечного автомата ”

Блок-схема

Блок-схема TPS7A11

Отличный переходный отклик

Благодаря высокому входному сопротивлению и низкому выходному сопротивлению устройства TPS7A11 быстро реагирует на переходные процессы во входном питании и выходном токе.

Эта особенность также дает устройству возможность иметь высокий коэффициент отклонения источника питания и низкий уровень внутреннего шума. TPS7A11 имеет отличную нагрузку и переходные процессы в линии.

Глобальная блокировка при пониженном напряжении

Эта ИС имеет две схемы блокировки при пониженном напряжении. Один на выводе BIAS, а другой на выводе IN. Эта схема предотвращает включение TPS7A11 до того, как напряжение BIAS или IN превысит напряжение блокировки.

Эти два сигнала UVLO внутренне связаны через логический элемент И. Таким образом, если любой из этих сигналов ниже напряжения блокировки, устройство ВЫКЛЮЧАЕТСЯ.

Активный разряд

Для активного разряда выходного напряжения опция активного разряда имеет внутреннее понижение МОП-транзистор . Этот полевой МОП-транзистор подключает резистор 120 Ом к земле, когда устройство отключено. Эта схема активируется, когда на разрешающем выводе низкий уровень или когда устройство находится в режиме теплового отключения.

Предел внутреннего обратного тока

Эта схема используется для защиты TPS7A11 от повреждений, связанных с током большой нагрузки или короткого замыкания по напряжению.

Тепловое отключение

Когда температура теплового перехода устройства повышается до температуры теплового отключения, эта схема отключает устройство. Когда температура падает ниже температуры отключения, гистерезис теплового отключения обеспечивает повторный сброс LDO.

TPS7A11 работает в трех функциональных режимах - нормальном режиме, режиме отключения и отключенном режиме. В режиме Dropout устройство не регулируется, и выходное напряжение равно значению входного напряжения минус падение напряжения на проходном элементе устройства. В отключенном режиме устройство выключено.

Принципиальная электрическая схема

В зависимости от требований приложения требуются внешние компоненты вместе с TPS7A11 IC.

Принципиальная схема TPS7A11

Типы конденсаторов

TPS7A11 требует конденсатор s на входе, выходе и контактах смещения для стабильности. По большей части керамические конденсаторы рекомендуются. Следует осторожно использовать многослойные керамические конденсаторы.

Требования к входным-выходным конденсаторам

Минимальный входной конденсатор, необходимый для TPS7A11, составляет 2,2 мкФ. Минимальное значение для выходного конденсатора составляет 2,2 мкФ, а максимальное значение - 22 мкФ. Емкость конденсатора смещения должна быть 0,1 мкФ.

Конфигурация контактов TPS7A11

TPS7A11 доступен в 6-контактном корпусе DRV размером 2,00 мм x 2,00 мм WSON и сверхмалом корпусе 5-контактного DSBGA (YKA) 0,74 мм X 1,09 мм.

Пакет ДРВ TPS7A11

Пакет DRV

Для этого пакета рекомендуется заземлить термопрокладку.

Контакт 1 - это регулируемый выходной контакт OUT. Для стабильности требуется подключить конденсатор от выхода к земле. Для получения хороших значений переходных процессов используются керамические конденсаторы, которые размещаются рядом с выходным контактом устройства.
Контакт 2 - это контакт NC, который не имеет внутреннего подключения. Этот вывод можно оставить плавающим или подключить к земле для хорошего рассеивания тепла.
Контакт 3 - это разрешающий контакт EN. Чтобы включить устройство, этот штифт поднимается высоко, а установив штифт в низкий уровень, устройство можно отключить. Если требуется функция включения, этот вывод может быть подключен к выводу IN или BIAS, но при условии, что напряжение на выводе IN превышает 0,9 В.
Контакт-4 - это контакт смещения BIAS. Условия низкого входного напряжения и низкого выходного напряжения позволяют использовать этот вывод. Для наилучшей работы конденсатор должен быть подключен от этого контакта к земле.
Контакт 5 - это контакт заземления GND.
Контакт 6 - это входной контакт IN. Для обеспечения стабильности конденсатор должен быть подключен от этого входного контакта к земле. Этот конденсатор следует разместить рядом с выводом IN.

5-контактный DSBGA –YKA корпус

В этом пакете Пин работает так же, как и вышеупомянутый пакет DRV.

A1 - входной контакт IN.
A3 - выходной контакт OUT.
B2 - контакт заземления GND.
C1 - это контакт смещения BIAS.
C3 - разрешающий вывод EN.

Технические характеристики TPS7A11

Технические характеристики TPS7A11 следующие:

TPS7A11 имеет сверхнизкий диапазон напряжения от 0,75 В до 3,3 В.
Эта ИС доступна в виде пакетов DRV и YKA.
Для блока DRV на 500 мА сверхнизкое падение напряжения при минимальных потерях мощности составляет 140 мВ.
Для пакета YKA сверхнизкое падение напряжения составляет 110 мВ.
Низкий ток покоя для V_Всоставляет 1,6 мкА.
Для V_{ПРЕДВЗЯТОСТЬ}IQ составляет 6 мкА.
Погрешность нагрузки, линии и температуры составляет 1,5%.
Эта микросхема имеет высокий PSRR 64 дБ на частоте 1 кГц.
TPS7A11 имеет активный выходной разряд.
Этот регулятор напряжения доступен для фиксированного напряжения в диапазоне от 0,5 В до 3 В.
Диапазон для V_{ПРЕДВЗЯТОСТЬ}составляет от 1,7 В до 5,5 В.
Рекомендуемая рабочая температура перехода TPS7A11 от -400С до 1250С.
Выходное напряжение, получаемое от этой ИС в рабочих температурных условиях перехода, составляет от минимум 0,5 В до максимум 3 В.
Конденсатор смещения 0,1 мкФ используется вместе с ИС.
Максимальное ESR должно быть ниже 250 мОм при работе в условиях температуры перехода.

Приложения

Применения регулятора напряжения TPS7A11 следующие:

Они используются для питания более низких напряжений сердечника современных микроконтроллеры и датчики .
Они используются в умных часах и фитнес-трекерах.
Беспроводные наушники и вкладыши также используют этот регулятор напряжения.
Этот регулятор напряжения можно найти в модулях камеры.
В портативных медицинских устройствах, смартфонах, планшетах, твердотельных устройствах используется регулятор напряжения TPS7A11.

Альтернативный IC

В качестве альтернативы TPS7A11 можно использовать микросхему TPS7A26.

Благодаря низкому входному напряжению и низким требованиям к выходному напряжению, TPS7A11 стал идеальным выбором для чувствительной к шуму портативной электроники с батарейным питанием. Хотя традиционные LDO имеют более низкие входные и выходные характеристики, их эффективность невысока.

TPS7A11 использует шину смещения для работы при более низком входном напряжении, тем самым уменьшая рассеиваемую мощность на кристалле. Дополнительную спецификацию этого регулятора напряжения можно найти в техническая спецификация компании Texas Instrumentation. Для какого из ваших приложений был полезен TPS7A11? Какие конденсаторы вы использовали в схеме?

Ресурс изображения: Инструменты Техаса