Mnoho prenosných zariadení, ktoré dnes používame, je napájaných z batérií. Regulátory napätia hrajú v takýchto zariadeniach zásadnú úlohu. S nárastom dopytu o regulátory napätia pre veľmi citlivé aplikácie, ktoré na svoju činnosť vyžadujú veľmi nízke napätie, vedú k zvýšeniu dopytu po LDO IC. Regulátory napätia s nízkym výpadkom môžu regulovať malé napätie, ktoré je v mV. Spravidla pracujú okolo vstupného napätia 200 mV až 500 mV. Potrebné je efektívne malé riešenie napájania v prenosnej elektronike. Mali by tiež mať nízke požiadavky na vstup a výstup. Jedným z LDO s takýmito vlastnosťami je TPS7A11.

Čo je TPS7A11 IC?

TPS7A11 je nízkonapäťový regulátor napätia. Je k dispozícii ako veľmi malý integrovaný obvod s nízkym pokojovým prúdom. Tento IC môže byť pripojený k zdroju napájania už od 140 mV nad výstupné napätie.

S použitím V_BIASkoľajnica, ktorá napája vnútorné obvody zariadenia, môže TPS7A11 podporovať veľmi nízke vstupné napätie. Vďaka týmto vlastnostiam je TPS7A11 ideálnou voľbou pre aplikácie napájané z batérie.

“Karnaughova mapa so 7 segmentmi ”

Bloková schéma

Bloková schéma TPS7A11

Vynikajúca prechodná reakcia

Vďaka vysokej vstupnej impedancii a nízkej výstupnej impedancii zariadenia TPS7A11 rýchlo reaguje na prechodné napájanie a výstupný prúd.

Táto vlastnosť tiež dáva zariadeniu schopnosť vysokého pomeru odmietnutia napájania a nízkej úrovne vnútorného šumu. TPS7A11 má vynikajúce prechodové zaťaženie a vedenie.

Globálne uzamknutie podpätia

Tento IC má dva podpäťové blokovacie obvody. Jeden na kolíku BIAS a druhý na kolíku IN. Tento obvod zabraňuje zapnutiu TPS7A11 skôr, ako napätie BIAS alebo IN stúpne nad ich hodnoty blokovania.

Tieto dva UVLO signály sú vnútorne spojené cez bránu AND. Ak je teda niektorý z týchto signálov pod blokovacím napätím, zariadenie sa vypne.

Aktívne vybíjanie

Na aktívne vybitie výstupného napätia má možnosť aktívneho vybitia vnútorný výsuv MOSFET . Tento MOSFET spája rezistor 120 Ω so zemou, keď je zariadenie deaktivované. Tento obvod sa aktivuje, keď je aktivačný kolík nízky alebo keď je zariadenie v režime tepelného vypnutia.

Interný limit spätného prúdu

Tento obvod sa používa na ochranu TPS7A11 pred poruchami prúdu pri vysokom zaťažení alebo pred skratmi napätia.

Tepelné vypnutie

Keď teplota tepelného spoja zariadenia stúpne na teplotu tepelného vypnutia, tento obvod zariadenie deaktivuje. Keď teplota klesne pod vypínaciu teplotu, hysterézia tepelného vypnutia zabezpečí, že sa LDO znovu resetuje.

TPS7A11 pracuje v troch funkčných režimoch - normálna prevádzka, výpadková prevádzka a deaktivovaný režim. V režime výpadku nie je zariadenie v regulácii a výstupné napätie je hodnota rovnajúca sa vstupnému napätiu mínus pokles napätia na prechodovom prvku zariadenia. V deaktivovanom režime je zariadenie vypnuté.

Schéma zapojenia

Na základe aplikačných požiadaviek sú spolu s TPS7A11 IC vyžadované externé komponenty.

Schéma zapojenia systému TPS7A11

Typy kondenzátorov

TPS7A11 vyžaduje kondenzátor s na vstupe, výstupe a predpätiach pre stabilitu. Väčšinou keramické kondenzátory sú odporúčané. Viacvrstvové keramické kondenzátory by sa mali používať opatrne.

Požiadavky na vstupno-výstupné kondenzátory

Minimálny vstupný kondenzátor požadovaný pre TPS7A11 je 2,2 µF. Minimálna hodnota pre výstupný kondenzátor je 2,2µF a maximálna hodnota je 22µF. Hodnota predpätého kondenzátora by mala byť 0,1µF.

Konfigurácia kolíka TPS7A11

TPS7A11 je k dispozícii ako 2,00 mm x 2,00 mm WSON, 6-pólové balenie DRV a ultra malé, 0,74 mm x 1,09 mm, 5-pólové balenie DSBGA (YKA).

Balík DRV TPS7A11

Balík DRV

Pre toto balenie sa odporúča pripojiť tepelnú podložku k zemi.

Pin-1 je regulovaný výstupný pin OUT. Kvôli stabilite je potrebné pripojiť kondenzátor z OUT na zem. Pre dobré prechodné hodnoty sa používajú keramické kondenzátory, ktoré sú umiestnené blízko výstupného kolíka zariadenia.
Pin-2 je NC pin, ktorý nie je interne pripojený. Tento kolík môže byť ponechaný ako plávajúci alebo môže byť pripojený k zemi pre dobrý tepelný odvod.
Pin-3 je aktivačný pin EN. Ak chcete zariadenie povoliť, tento pin sa zdvihne vysoko a jeho nízkym stavom sa dá deaktivovať. Ak je vyžadovaná funkčnosť aktivácie, môže byť tento pin pripojený k IN alebo BIAS kolíku, ale za podmienky, že napätie na IN kolíku je väčšie ako 0,9V.
Pin-4 je predpätý pin BIAS. Podmienky nízkeho vstupného napätia a nízkeho výstupného napätia umožňujú použitie tohto kolíka. Pre najlepší výkon by mal byť kondenzátor pripojený od tohto kolíka k zemi.
Pin-5 je zemniaci pin GND.
Pin-6 je vstupný pin IN. Z dôvodu stability by mal byť kondenzátor pripojený od tohto vstupného kolíka k zemi. Tento kondenzátor by mal byť umiestnený v blízkosti kolíka IN.

5kolíkový balík DSBGA –YKA

V prípade tohto balíka je fungovanie kolíka rovnaké ako v prípade vyššie uvedeného balíka DRV.

A1 je vstupný pin IN.
A3 je výstupný pin OUT.
B2 je zemniaci kolík GND.
C1 je predpätý kolík BIAS.
C3 je aktivačný kolík EN.

Špecifikácie TPS7A11

Špecifikácie TPS7A11 sú nasledujúce -

TPS7A11 má rozsah ultranízkeho napätia od 0,75 V do 3,3 V.
Tento IC je k dispozícii ako balíčky DRV a YKA.
Pre balík DRV s 500 mA je ultranízky výpadok pre minimálnu stratu energie 140 mV.
Pre balík YKA je veľmi nízky výpadok 110 mV.
Nízky kľudový prúd pre V_INje 1,6 uA.
Pre V_BIASIQ je 6 µA.
Zaťaženie, vedenie a teplota majú presnosť 1,5%.
Tento IC má vysokú PSRR 64 dB pri 1 kHz.
TPS7A11 má aktívny výstupný výboj.
Tento regulátor napätia je k dispozícii pre pevné napätie v rozmedzí od 0,5 V do 3 V.
Rozsah pre V_BIASje od 1,7V do 5,5V.
Odporúčaná prevádzková teplota spoja TPS7A11 je od -400 ° C do 1250 ° C.
Výstupné napätie odoberané z tohto integrovaného obvodu za podmienok prevádzkovej križovatky je od minimálne 0,5 V do maximálne 3 V.
Spolu s IC sa použije predpätý kondenzátor 0,1 uF.
Maximálna hodnota ESR musí byť pri prevádzke za podmienok spojovacej teploty nižšia ako 250 mΩ.

Aplikácie

Aplikácie regulátora napätia TPS7A11 sú nasledujúce -

Používajú sa na napájanie nižších jadrových napätí moderných mikrokontroléry a senzory .
Používajú sa v inteligentných hodinkách a fitnes trackeroch.
Bezdrôtové slúchadlá a slúchadlá do uší tiež využívajú tento regulátor napätia.
Tento regulátor napätia sa nachádza v kamerových moduloch.
Prenosné lekárske prístroje, smartphony, tablety, polovodičové zariadenia využívajú regulátor napätia TPS7A11.

Alternatívne IC

IC, ktoré možno použiť ako alternatívu k TPS7A11, je TPS7A26.

Vďaka nízkemu vstupnému napätiu a požiadavkám na nízke výstupné napätie sa TPS7A11 stal ideálnou voľbou pre prenosnú elektroniku citlivú na hluk z batérií. Aj keď tradičné LDO majú nižšie vstupné a nízke výstupné charakteristiky, ich účinnosť je nízka.

TPS7A11 používa predpätú koľajnicu na prácu pri nižšom vstupnom napätí, čím znižuje rozptyl energie cez matricu. Ďalšiu špecifikáciu tohto regulátora napätia nájdete v dokumente dátový hárok Texas Instrumentation. Pre ktorú z vašich aplikácií bol TPS7A11 užitočný? Aké sú hodnoty kondenzátora, ktoré ste použili v obvode?

Zdroj obrázku: Texas Instruments