Um geregelte Spannungen für empfindliche elektronische Geräte zu erhalten, werden lineare Spannungsregler verwendet. Low-Dropout-Regler werden auch als LDO bezeichnet. Es gibt verschiedene Arten und Kategorien von LDO, basierend auf ihren Betriebsspannungsspannungsbereichen, Ruhestromwerten und Ausgangsstromwerten. Diese sind auch in verschiedenen Größen erhältlich. Spannungsregler sind als Versionen mit festen Spannungen und als Versionen mit einstellbarer Spannung erhältlich, bei denen die Ausgangsspannungen mithilfe eines externen Rückkopplungsspannungsteilers für einen Spannungsbereich eingestellt werden können Widerstände . Anwendungen wie batteriebetriebene Systeme für Kraftfahrzeuge und Always-on-Systeme erfordern niedrige und ultraniedrige Ruheströme. Für solche Anwendungen wird LDO wie TPS7B81-Q1 verwendet.

Was ist TPS7B81-Q1?

TPS7B81-Q1 ist ein ultraniedriger Ruhestromregler mit niedrigem Spannungsabfall. Es kann mit einer Eingangsspannung von 40V arbeiten. Der TPS7B81-Q1 verfügt über integrierte Fehlerschutzschaltungen. Dieses LDO ist in verschiedenen Größen und Wärmeleitfähigkeiten erhältlich. TPS7B81-Q1 gilt als optimale Lösung für die Stromversorgung Mikrocontroller , Kontrollbereichsnetz und lokales Verbindungsnetz aufgrund seiner geringen Ruhestromfunktion.

Blockdiagramm

Blockdiagramm von TPS7B81-Q1

Unterspannungsabschaltung
Um den Ausgang abzuschalten, wenn die Eingangsspannungen einen internen UVLO-Schwellenwert unterschreiten, verfügt dieses Gerät über einen internen Unterspannungssperrkreis. Unter Bedingungen mit niedriger Eingangsspannung verhindert diese Schaltung, dass das Gerät in einen unbekannten Zustand übergeht.

Derzeitige Begrenzung
Dem Gerät ist eine Strombegrenzungsschaltung vorgesehen, um das Gerät in einem sicheren Betriebsbereich zu halten, wenn eine Überlast oder ein Kurzschluss am Ausgang auftritt. Die Strombegrenzungsschutzschaltung schützt diesen IC auch vor übermäßiger Verlustleistung.

Thermische Abschaltung
Um LDO vor Überhitzung zu schützen, ist ein thermischer Abschaltkreis vorgesehen. Wenn die Sperrschichttemperatur den Auslösepunkt für die thermische Abschaltung überschreitet, wird das Gerät durch diese Stromkreisabschaltung abgeschaltet. Wenn das Gerät auf eine Temperatur unter dem thermischen Abschaltpunkt abkühlt, schaltet dieser Stromkreis den Ausgang wieder ein.

Schaltplan des TPS7B81-Q1

Abhängig von den Anwendungsanforderungen werden externe Komponenten wie Kondensatoren mit unterschiedlichen Werten zusammen mit diesem LDO verwendet. Vor Beginn des Entwurfsprozesses müssen die Werte für den Eingangsspannungsbereich und den Ausgangsstrom bestimmt werden.

Eingangskondensator

Normalerweise wird ein Kondensator von 10 µF bis 22 µF vom IN-Pin an Masse angeschlossen. Der Eingangskondensator kann das Einschwingverhalten, die Unterdrückung der Eingangswelligkeit und das PSRR des Geräts verbessern.

Ausgangskondensator
Dieses LDO benötigt einen Ausgangskondensator für die Stabilität. Ein Kondensator im Bereich von 1 uF bis 200 uF ist bevorzugt. Der ESR-Bereich des Kondensators sollte zwischen 0,001 Ω und 5 Ω liegen. Um das Einschwingverhalten der Last zu verbessern, a Keramikkondensator mit niedrigem ESR ist ausgewählt.

Pin-Konfiguration von TPS7B81-Q1

KVU-Paket von TPS7B81-Q1

“Was ist eine Spannungsteilerschaltung? ”

TPS7B81-Q1 ist als 8-poliges HVSSOP DGN-Gehäuse, 6-poliges WSON DRV-Gehäuse und 5-poliges TO-252 KVU-Gehäuse erhältlich.

DGN-Paket

Pin-1 ist der Eingangsstromversorgungs-Pin IN. Um die Eingangsimpedanz zu minimieren und das beste Einschwingverhalten zu erzielen, wird ein Eingangskondensator empfohlen. Dieser Kondensator ist vom IN-Pin mit Masse verbunden und sollte so nahe wie möglich am Ausgang des Geräts platziert werden.
Pin-2 ist der Enable-Eingangspin EN. Das Gerät wird eingeschaltet, indem dieser Pin höher als der hohe Pegel des Logikeingangs des Geräts angesteuert wird. Der TPS7B81-Q1 wechselt in den Abschaltmodus, wenn der Wert an diesem Pin unter dem niedrigen Pegel des Logikeingangs liegt.
Pin-3 und Pin-7 sind nicht intern verbunden. Pin-4, 5, 6 sind die Erdungsreferenzstifte GND. Pin-8 ist der geregelte Ausgangspin OUT. Aus Stabilitätsgründen sollte ein Ausgangskondensator zwischen OUT und Masse platziert werden. Dieser Kondensator sollte so nahe wie möglich am Ausgang des Geräts platziert werden.

DRV-Paket

Pin-1 ist der Eingangspin IN.
Pin-2 ist der Freigabepin EN.
Pin-3 und Pin-4 sind die Erdungsreferenz GND.
Pin-5 ist der DNC-Pin. Es sollte nicht an eine Vorspannung angeschlossen werden. Dieser Stift ist entweder am Boden befestigt oder schwebend.
Pin-6 ist der Ausgangspin OUT. Die Funktionsweise des Pins ähnelt den Pins des DGN-Pakets, ihre Konfiguration ändert sich jedoch.

KVU-Paket

Pin-1 ist der Eingangspin IN. Pin-2 ist der Freigabeeingang Pin EN.
Pin -3 und TAB sind die Erdungsreferenz GND. Pin-4 ist der DNC-Pin. Pin-5 ist der Ausgangspin OUT.
Zur Verbesserung der Wärmeleistung ist das Wärmeleitpad aller Gehäuse mit dem Erdungs-GND verbunden.

Spezifikationen

TPS7B81-Q1 hat folgende Spezifikationen:

TPS7B81-Q1 ist ein Off-Battery-Regler mit extrem niedrigem IQ und niedrigem Ausfall.
Es hat Temperaturgrad 1 im Bereich von -40⁰C bis 125⁰C.
Der TPS7B81-Q1 hat einen weiten Eingangsspannungsbereich von 3 V bis 40 V.
Der maximale Ausgangsstrom dieses Geräts beträgt 150 mA.
TPS7B81-Q1 hat einen niedrigen Ruhestrom von 300 nA, wenn sich das Gerät im Abschaltmodus befindet.
Für leichte Lasten beträgt der typische Ruhestromwert 2,7 µA.
Für leichte Lasten wird ein maximaler Ruhestrom von 4,5 uA erhalten.
TPS7B81-Q1 hat eine Genauigkeit der Ausgangsspannung von 1,5% über Leitung, Last und Temperatur.
Für eine feste 5-V-Ausgangsversion hat der TPS7B81-Q1 eine maximale Ausfallspannung von 525 mV bei 150 mA.
Für Stabilität Keramikausgabe Kondensator Es wird ein Wert im Bereich von 1 uF bis 200 uF mit niedrigem ESR verwendet.
Dieser IC ist in Festspannungsversionen für 5 V- und 3,3 V-Ausgangsspannungen erhältlich.
Dieses LDO verfügt über Fehlerschutzschaltungen.
TPS7B81-Q1 ist auch mit einem thermischen Abschaltkreis, einem Kurzschluss und einem Überstromschutz ausgestattet.
TPS7B81-Q1 ist in den drei Gehäusetypen erhältlich: 8-polige DGN-, 6-polige DRV- und 5-polige KVU-Gehäuse.

Anwendungen

Einige der Bereiche, in denen TPS7B81-Q1 angewendet wird, sind folgende:

Das Cluster-Netzteil verwendet TPS7B81-Q1.
Ein TPS7B81-Q1 Spannungsregler ist auch in Body Control Modulen vorhanden.
Der TPS7B81-Q1 ist eine ideale Wahl für batteriebetriebene Anwendungen wie Gateway-Anwendungen und Remote-Keyless-Entry-Systeme.
TPS7B81-Q1 wird zur Stromversorgung von MCU- und CAN / LIN-Transceivern verwendet.

Alternativer IC

ICs, die als Alternative zu TPS7B81-Q1 verwendet werden können, sind TPS7A66, TPS7A69, TPS7B69 usw.

Ein niedriger Ruhestrom ist erforderlich, um Energie zu sparen und die Batterielebensdauer von Anwendungen mit Autobatterie zu verlängern. Um einen dauerhaften Betrieb bei ausgeschalteter Fahrzeugzündung zu ermöglichen, ist für Always-on-Systeme ein ultraniedriger Ruhestrom über einen erweiterten Temperaturbereich erforderlich.

Da TPS7B81-Q1 all diese Anforderungen erfüllt, wird es als ideale Wahl für diese Anwendungen angesehen. Weitere elektrische Eigenschaften finden Sie in der Datenblatt von Texas Instruments. Welche der Funktionen von TPS7B81-Q1 waren für Ihre Anwendung nützlich?

Bildquelle: Texas Instrument