datasheet

高电流、高精度、低噪音低压降稳压器究竟如何选择?

2018-06-07来源: 电子设计 关键字:TPS7A85  低压降控制器

在亚洲生活和工作让我遇到了很多有趣的支持问题。例如,最近有人问我TI有没有针对低压降控制器的跨设备。该控制器位于小外形晶体管(SOT)-236封装内,该封装在印刷电路板(PCB)上所占面积为3mm×3mm。图1所示为所推荐的控制器原理图。

图1:简单的低压降控制器

从表面来看,使用高电流稳压器似乎是不错的选择。了解到设计工程师想要支持1.35VIN 到1.0VOUT的最大4A电流后,我推荐其使用TPS7A85。TPS7A85并非控制器,但其可以完全集成到3.5mm×3.5mm、20引脚、方形扁平无引脚(QFN)封装的4A LDO电压稳压器中。很显然,这一封装比SOT-236要略微大一些。

我当即得到的回复是,“TPS7A85太复杂了。”有时,引脚越多意味着越复杂;然而,在TPS7A85中,更多的引脚实际上却转换为更少的组件。查看一下图2中的TPS7A85等效原理图,你可以发现外部组件数量从9个减少到了5个。

输入电源

偏置电源

至负载

图2:TPS7A85用作4A的低压降稳压器

为什么少了四个组件呢?TPS7A85具有TI的可调输出功能,用户可以利用电压设置引脚动态地设置VOUT。只要这些引脚中的其中一个接地,相应的电压便会加上800mV内部参考电压。因此,通过将200mV引脚接地,VOUT便立即变为1.0V。

利用这一功能,您可以通过简单地将合适的电压设置引脚接地,在800mV到3.95V间调节电压,从而打造出想要的输出电压。该方法可量化的好处有:

  • 确保1%精度的输出调节。

  • 无需购买精密反馈电阻器来设置VOUT(当然,如果您希望的话,仍可以搭配使用FB引脚和外部电阻器)。

  • 可以在应用中动态设置VOUT。

搭配使用低压降控制器后,总效率仅为1/1.35V,或74%。功率FET中的总功耗最差为4A ×4350mV,或1.4W。结果表明,这与您通过低压降稳压器得到的效率一样。

为了管理热量,控制器使用两个外部FET帮助散热,如图3所示。

图3:低压降控制器驱动双通道FET

若您希望使用控制器,建议您加装一个RGATE,以帮助确保栅极驱动布局尽可能对称,以便Q1和Q2能够恰当地分享电流。在本应用中,FET位于5mm×6mm大小的封装中,其所占空间比控制器本身还要大六倍多。

TPS7A85封装尺寸仅为3.5mm × 3.5mm,因此其热性能可能没有低压降控制器好。让我们来比较一下。搭配控制器,FET的结至环境热阻(TJA)温度为25°C/W。因此,在峰值电流时功耗为1.4W,升温应约为1.4W × 25°C/W,或35°C。升温为17.5°C/FET——假设两个FET的升温幅度相同。这似乎很棒。与TPS7A85相比较,效果如何呢?

TPS7A85 的TJA为35.4°C/W,因此峰值功率时升温为1.4W × 35.4°C/W,或49.6°C。表面上看,似乎表现不如控制器,但真是这样吗?让我们来看下集成低压降稳压器相较于低压降控制器的切实优势:

   热关机——低压降控制器没有检测FET温度的能力。而TPS7A85有。

   电流限制——低压降控制器唯一的职责就是调节VOUT。当负载电流过高时,它没有限制电流或关机的功能。而 TPS7A85 有。

   稳定性——若您想确保在应用中低压降控制器与FET、寄生电容和电感稳定地协作,就必须加装额外的组件来测量环路稳定性。而使用TPS7A85,则无需这么麻烦。

   尺寸——低压降控制器带有外部FET,因此所占空间更大。而TPS7A85则不同。

   精度——本应用中,低压降控制器的总体精度为2.5%。外部电阻器最坏情况下则为4.5%。而TPS7A85总精度则高于1%。

   噪音——低压降控制器在数据表上并未提及这一点。TPS7A85在1VOUT条件下的噪音为~5μVRMS10-100KHz。

该清单中的最后两条优势尤其值得注意,因为大多数应用都放弃直流/直流转换器,而选择低压降控制器或低压降稳压器为FPGA或DSP的精密VCORE轨道或精密ADC/DAC供电。

综上所述,低压降稳压器可以说是解决这一问题最简单的方法。在您的下一个设计中,可以考虑使用TI的TPS7A85高电流、高精度、低噪音低压降稳压器。

关键字:TPS7A85  低压降控制器

编辑:王磊 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/dygl/article_2018060728545.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:Model3电池图库更新
下一篇:设计电池供电工业设备遇到的那些挑战

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

小小电路板承载未来大世界

对于工程师来说,电路板就如同画家的画布一般。艺术家盯着一张空白的画布能够畅想出一副巨作,而设计工程师在一块电路板上可以看到改变世界的无限可能。   画家利用色彩、不同的质地和纹理以及技巧来进行艺术创作,而设计师则通过精心挑选和熟练排列的组件,为每一个高科技产物赋予电源和性能。   目前,凭借电源转换领域的突破性创新,德州仪器(TI)正在为全球的设计工程师提供更充足的电路板空间,帮助他们创造科技的艺术品。 今年5月,TI推出了SWIFT™ TPS54A20系列电容降压转换器,将电子电源的尺寸至少缩减了20%,为常见的电子系统节省了大量的电路板空间。   系统设计人员一直试图
发表于 2016-08-11
小小电路板承载未来大世界

采用TPS65552A的驱动便携式相机闪光灯电路设计

。在过去,这种转换器由较大体积的分立组件组成,很难被整合到诸如相机等一些小型设备中。  TI 推出的 TPS65552A 极大地简化设计并缩小了相机闪光灯充电器电路的尺寸。图 1就显示了一款基于这种器件的闪光灯电容器充电器。TPS65552A 提供了所有必需的充电控制、输出反馈、充电完成状态、绝缘栅双极晶体管 (IGBT) 驱动器,以及实施一个小型、高效闪光灯充电器所必需的一些电路保护。  图 1 TPS65552A 相机闪光灯电容充电器  TPS65552A 基于一种反向拓扑结构。在内部开关断开期间,其可以感应到输出电压。在这一期间,输出电压通过变压器被反射回输入端。这就没有必要在输出端使用大体积、高压反馈网络,同时还提供了输入端
发表于 2014-12-28
采用TPS65552A的驱动便携式相机闪光灯电路设计

如何使平板电脑背光耗电减少

的情况下P的数目应小一些。图4:总驱动器效率配置 根据前面的分析,具有集成电流阱的背光驱动器,例如:德州仪器TPS61181A笔记本电脑背光驱动器,可以针对平板电脑背光进行优化(参见图5)。对于那些使用两节锂离子电池的平板电脑而言,驱动器和升压功率级都可以直接通过电池供电。而对于那些只使用单节锂离子电池的平板电脑来说,驱动器偏压轨可以由面板的AVDD轨或者系统的另一个电源(4.5V或者更高)来供电。由于TPS61181A能够提供比大多数平板电脑要求的功率稍微更高一些的功率(也就是说,功率FET稍微过大,因此RDS(on)非常低),所以相比专为该输出功率而设计的转换器,这种转换器的功耗更低,从而进一步最大化了效率。图6显示了6S6P
发表于 2014-10-21
如何使平板电脑背光耗电减少

德州仪器推出超低静态电流高电压 LDO

近日,德州仪器 (TI) 宣布面向汽车及工业应用推出 17 款符合 AEC-Q100 标准的最新高电压低压降稳压器 (LDO),进一步壮大其庞大的 LDO 产品阵营。最新超低静态电流 LDO 包括 TPS7A16xx-Q1(60V 输入)、TPS7A66xx-Q1 与 TPS7B67xx 系列以及 TPS7B4250-Q1 LDO,支持众多直接连接至汽车或卡车电池的应用,如集簇、动力转向与信息娱乐系统以及车门控制模块和照明控制等。 最新 LDO 的主要特性与优势: 超低静态电流可延长电池使用寿命:最新 LDO 在待机模式可实现低至 10 uA 的静态电流,从而可降低功耗,延长电池使用寿命; 内部等效串联电阻 (ESR
发表于 2014-09-03

利用TPS2393A实现大电流热插拔应用

摘要TPS2393A集成电路是一款专为-48V系统优化的热插拔控制器。TPS2393A广泛用于许多应用中,它拥有如下强大功能:l      宽泛的输入电源范围l      可编程电流限制l      UV/OV保护l      插入检测l      电源正常指示l      告警TPS2393A拥有负载电流转换速率控制功能,可对浪涌负载的电流进行管理,并同时具备峰值电流限制功能。正常情况下,实际额定负载电流始终小于安全余量电流限制阈值。但是,在一些情况下
发表于 2014-03-22
利用TPS2393A实现大电流热插拔应用

小广播

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2018 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved