Viele der tragbaren Geräte, die wir heute verwenden, sind batteriebetrieben. Spannungsregler spielen bei solchen Geräten eine entscheidende Rolle. Mit der steigenden Nachfrage von Spannungsregler Für sehr empfindliche Anwendungen, für deren Betrieb sehr niedrige Spannungen erforderlich sind, führt dies zu einem Anstieg der Nachfrage nach LDO-ICs. Low-Dropout-Spannungsregler können kleine Spannungen in mV regeln. Sie arbeiten normalerweise um die Eingangsspannung von 200 mV bis 500 mV. Eine effiziente kleine Lösung für die Stromversorgung in tragbaren Elektronikgeräten wird benötigt. Sie sollten auch niedrige Eingangs- und Ausgangsanforderungen haben. Eines der LDOs mit solchen Eigenschaften ist TPS7A11.

Was ist TPS7A11 IC?

TPS7A11 ist ein Spannungsregler mit niedrigem Ausfall. Es ist als ultrakleiner IC mit niedrigem Ruhestrom erhältlich. Dieser IC kann bis zu 140 mV über der Ausgangsspannung an die Stromversorgung angeschlossen werden.

Mit der Verwendung von V._VORSPANNENSchiene, die die internen Schaltkreise des Geräts versorgt, TPS7A11 kann sehr niedrige Eingangsspannungen unterstützen. Diese Eigenschaften machen TPS7A11 zur idealen Wahl für batteriebetriebene Anwendungen.

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Blockdiagramm

Blockdiagramm von TPS7A11

Hervorragendes Einschwingverhalten

Aufgrund der hohen Eingangsimpedanz und der niedrigen Ausgangsimpedanz des Geräts reagiert der TPS7A11 schnell auf einen Übergang zwischen Eingangsversorgung und Ausgangsstrom.

Diese Funktion verleiht dem Gerät auch die Fähigkeit eines hohen Stromversorgungsunterdrückungsverhältnisses und eines geringen internen Grundrauschens. TPS7A11 verfügt über hervorragende Last- und Leitungstransienten.

Globale Unterspannungssperre

Dieser IC verfügt über zwei Unterspannungssperrkreise. Einer am BIAS-Pin und der andere am IN-Pin. Diese Schaltung verhindert, dass sich TPS7A11 einschaltet, bevor die BIAS- oder IN-Spannungen über ihre Sperrspannungen steigen.

Diese beiden UVLO-Signale sind intern über ein UND-Gatter verbunden. Wenn eines dieser Signale unter der Sperrspannung liegt, wird das Gerät ausgeschaltet.

Aktive Entladung

Um die Ausgangsspannung aktiv zu entladen, verfügt die Option für aktive Entladung über einen internen Pulldown MOSFET . Dieser MOSFET verbindet einen 120 Ω-Widerstand mit Masse, wenn das Gerät deaktiviert ist. Diese Schaltung wird aktiviert, wenn der Freigabepin niedrig ist oder wenn sich das Gerät im thermischen Abschaltmodus befindet.

Interne Foldback-Strombegrenzung

Diese Schaltung dient zum Schutz des TPS7A11 vor Hochlaststromfehlern oder Kurzschlussereignissen.

Thermische Abschaltung

Wenn die Temperatur der thermischen Verbindung des Geräts auf die Temperatur der thermischen Abschaltung ansteigt, deaktiviert diese Schaltung das Gerät. Wenn die Temperatur unter die Abschalttemperatur fällt, stellt die thermische Abschalthysterese sicher, dass das LDO wieder zurückgesetzt wird.

Der TPS7A11 arbeitet in drei Funktionsmodi: Normalbetrieb, Ausfallbetrieb und Deaktivierungsmodus. Im Dropout-Modus ist das Gerät nicht reguliert und die Ausgangsspannung ist der Wert, der gleich der Eingangsspannung minus dem Spannungsabfall über dem Durchlasselement des Geräts ist. Im deaktivierten Modus ist das Gerät ausgeschaltet.

Schaltplan

Abhängig von den Anwendungsanforderungen sind externe Komponenten zusammen mit dem TPS7A11 IC erforderlich.

Schaltplan des TPS7A11

Kondensatortypen

TPS7A11 erfordert Kondensator s an den Eingangs-, Ausgangs- und Vorspannungsstiften für Stabilität. Meist Keramikkondensatoren werden empfohlen. Mehrschichtige Keramikkondensatoren sollten mit Vorsicht verwendet werden.

Eingangs- / Ausgangskondensatoranforderungen

Der für TPS7A11 erforderliche minimale Eingangskondensator beträgt 2,2 µF. Der Minimalwert für den Ausgangskondensator beträgt 2,2 µF und der Maximalwert 22µF. Der Wert des Vorspannungskondensators sollte 0,1 uF betragen.

Pin-Konfiguration von TPS7A11

TPS7A11 ist als 6-poliges DRV-Gehäuse mit 2,00 mm x 2,00 mm WSON und als ultrakleines 5-poliges DSBGA-Gehäuse (YKA) mit 0,74 mm x 1,09 mm erhältlich.

DRV-Paket von TPS7A11

DRV-Paket

Für dieses Paket wird empfohlen, das Wärmeleitpad an Masse anzuschließen.

Pin-1 ist der geregelte Ausgangspin OUT. Aus Stabilitätsgründen muss ein Kondensator von OUT nach Masse geschaltet werden. Für gute Übergangswerte werden Keramikkondensatoren verwendet, die nahe am Ausgangsstift des Geräts angeordnet sind.
Pin-2 ist der NC-Pin, der nicht intern verbunden ist. Dieser Stift kann schwebend belassen oder zur guten Wärmeableitung mit Masse verbunden werden.
Pin-3 ist der Freigabepin EN. Um das Gerät zu aktivieren, wird dieser Pin hochgezogen und durch Verringern des Pins kann das Gerät deaktiviert werden. Wenn eine Aktivierungsfunktion erforderlich ist, kann dieser Pin mit dem IN- oder BIAS-Pin verbunden werden, jedoch unter der Bedingung, dass die Spannungen am IN-Pin größer als 0,9 V sind.
Pin-4 ist der Bias-Pin BIAS. Bedingungen mit niedriger Eingangsspannung und niedriger Ausgangsspannung ermöglichen die Verwendung dieses Pins. Für eine optimale Leistung sollte ein Kondensator von diesem Pin an Masse angeschlossen werden.
Pin-5 ist der Erdungsstift GND.
Pin-6 ist der Eingangspin IN. Aus Stabilitätsgründen sollte ein Kondensator von diesem Eingangsstift mit Masse verbunden werden. Dieser Kondensator sollte in der Nähe des IN-Pins platziert werden.

5-poliges DSBGA-YKA-Paket

Bei diesem Paket funktioniert der Pin genauso wie beim obigen DRV-Paket.

A1 ist der Eingangspin IN.
A3 ist der Ausgangspin OUT.
B2 ist der Erdungsstift GND.
C1 ist der Bias-Pin BIAS.
C3 ist der Freigabepin EN.

Technische Daten von TPS7A11

Die technischen Daten von TPS7A11 lauten wie folgt:

TPS7A11 hat einen extrem niedrigen Spannungsbereich von 0,75 V bis 3,3 V.
Dieser IC ist als DRV- und YKA-Paket erhältlich.
Bei einem DRV-Gehäuse mit 500 mA beträgt der extrem niedrige Ausfall bei minimalem Leistungsverlust 140 mV.
Für das YKA-Paket beträgt der extrem niedrige Ausfall 110 mV.
Niedriger Ruhestrom für V._IMbeträgt 1,6 uA.
Für V._VORSPANNENDer IQ beträgt 6 uA.
Last, Leitung und Temperatur haben eine Genauigkeit von 1,5%.
Dieser IC hat ein hohes PSRR von 64 dB bei 1 kHz.
TPS7A11 hat eine aktive Ausgangsentladung.
Dieser Spannungsregler ist für feste Spannungen im Bereich von 0,5 V bis 3 V erhältlich.
Der Bereich für V._VORSPANNENliegt zwischen 1,7 V und 5,5 V.
Die empfohlene Betriebsübergangstemperatur des TPS7A11 liegt zwischen -400 ° C und 1250 ° C.
Die Ausgangsspannung, die von diesem IC unter den Temperaturbedingungen des Betriebsübergangs entnommen wird, beträgt mindestens 0,5 V bis maximal 3 V.
Ein Vorspannungskondensator von 0,1 uF wird zusammen mit dem IC verwendet.
Der maximale ESR muss unter 250 mΩ liegen, wenn bei Sperrschichttemperaturen gearbeitet wird.

Anwendungen

Die Anwendungen des Spannungsreglers TPS7A11 sind wie folgt:

Diese werden verwendet, um die niedrigeren Kernspannungen der Moderne mit Strom zu versorgen Mikrocontroller und Sensoren .
Diese werden in Smartwatches und Fitness-Trackern verwendet.
Drahtlose Kopfhörer und Ohrhörer nutzen diesen Spannungsregler ebenfalls.
Dieser Spannungsregler befindet sich in Kameramodulen.
Tragbare medizinische Geräte, Smartphones, Tablets und Festkörpergeräte verwenden den Spannungsregler TPS7A11.

Alternativer IC

Der IC, der als Alternative zu TPS7A11 verwendet werden kann, ist TPS7A26.

Aufgrund seiner geringen Eingangsspannung und niedrigen Ausgangsspannungsanforderungen ist TPS7A11 eine ideale Wahl für batteriebetriebene, geräuschempfindliche tragbare Elektronik. Obwohl herkömmliche LDOs geringere Eingangs- und Ausgangseigenschaften aufweisen, ist ihre Effizienz gering.

Der TPS7A11 verwendet eine Vorspannungsschiene, um bei einer niedrigeren Eingangsspannung zu arbeiten, wodurch die Verlustleistung über den Chip verringert wird. Weitere Spezifikationen dieses Spannungsreglers finden Sie in der Datenblatt von Texas Instrumentation. Für welche Ihrer Anwendungen war TPS7A11 nützlich? Welche Kondensatorwerte haben Sie in der Schaltung verwendet?

Bildquelle: Texas Instruments