TPS7A11 ตัวควบคุมแรงดันตกกลางต่ำ

อุปกรณ์พกพาจำนวนมากที่เราใช้ในปัจจุบันใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้ามีบทบาทสำคัญในอุปกรณ์ดังกล่าว ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นของ ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า สำหรับการใช้งานที่มีความไวสูงซึ่งต้องใช้แรงดันไฟฟ้าต่ำมากในการทำงานทำให้ความต้องการ LDO IC ของ LDO เพิ่มขึ้น ตัวควบคุมแรงดันตกกลางต่ำสามารถควบคุมแรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กซึ่งมีหน่วยเป็น mV โดยปกติจะทำงานโดยใช้แรงดันไฟฟ้าอินพุต 200mV ถึง 500mV จำเป็นต้องใช้โซลูชันขนาดเล็กที่มีประสิทธิภาพสำหรับแหล่งจ่ายไฟในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพา นอกจากนี้ยังควรมีอินพุตต่ำและความต้องการเอาต์พุตต่ำ หนึ่งใน LDO ที่มีคุณสมบัติดังกล่าวคือ TPS7A11

TPS7A11 IC คืออะไร

TPS7A11 เป็นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าออกกลางคันต่ำ มีให้ใช้งานในรูปแบบ IC ปัจจุบันที่มีขนาดเล็กเป็นพิเศษและมีกระแสไฟต่ำ IC นี้สามารถเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟที่ต่ำถึง 140 mV เหนือแรงดันไฟฟ้าขาออก

ด้วยการใช้วี_BIASรางซึ่งจ่ายไฟวงจรภายในของอุปกรณ์ TPS7A11 สามารถรองรับแรงดันไฟฟ้าอินพุตที่ต่ำมาก คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้ TPS7A11 เป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับการใช้งานที่ใช้แบตเตอรี่

แผนภาพบล็อก

แผนภาพบล็อกของ TPS7A11

การตอบสนองชั่วคราวที่ยอดเยี่ยม

เนื่องจากอุปกรณ์อิมพีแดนซ์อินพุตสูงและอิมพีแดนซ์เอาต์พุตต่ำ TPS7A11 จึงตอบสนองอย่างรวดเร็วต่อการจ่ายกระแสอินพุตและเอาต์พุตชั่วคราว

คุณสมบัตินี้ยังช่วยให้อุปกรณ์มีอัตราส่วนการปฏิเสธแหล่งจ่ายไฟสูงและพื้นเสียงภายในที่ต่ำ TPS7A11 มีช่วงการโหลดและเส้นที่ดีเยี่ยม

Global Undervoltage Lockout

IC นี้มีวงจรล็อค Undervoltage สองวงจร หนึ่งบนพิน BIAS และอีกอันบนพิน IN วงจรนี้ป้องกันไม่ให้ TPS7A11 เปิดก่อนที่แรงดันไฟฟ้า BIAS หรือ IN จะเพิ่มขึ้นเหนือแรงดันไฟฟ้าที่ปิดอยู่

สัญญาณ UVLO ทั้งสองนี้เชื่อมต่อภายในผ่านประตู AND ดังนั้นหากสัญญาณใดสัญญาณหนึ่งเหล่านี้ต่ำกว่าแรงดันไฟฟ้าในการล็อกอุปกรณ์จะถูกปิด

Active Discharge

ในการปล่อยแรงดันไฟฟ้าขาออกอย่างแข็งขันตัวเลือกการคายประจุที่ใช้งานอยู่จะมีการดึงลงภายใน มอสเฟต . MOSFET นี้เชื่อมต่อตัวต้านทาน120Ωกับกราวด์เมื่อปิดใช้งานอุปกรณ์ วงจรนี้จะทำงานเมื่อพินเปิดใช้งานอยู่ต่ำหรือเมื่ออุปกรณ์อยู่ในโหมดปิดเครื่องด้วยความร้อน

ขีด จำกัด ปัจจุบันของการพับย้อนกลับภายใน

วงจรนี้ใช้เพื่อป้องกัน TPS7A11 จากความผิดพลาดของกระแสโหลดสูงหรือเหตุการณ์การลัดวงจรของแรงดันไฟฟ้า

การปิดระบบความร้อน

เมื่ออุณหภูมิทางแยกความร้อนของอุปกรณ์สูงขึ้นจนถึงอุณหภูมิการปิดเครื่องด้วยความร้อนวงจรนี้จะปิดใช้งานอุปกรณ์ เมื่ออุณหภูมิลดลงต่ำกว่าอุณหภูมิการปิดเครื่อง hysteresis ของการปิดด้วยความร้อนจะช่วยให้มั่นใจได้ว่า LDO จะรีเซ็ตอีกครั้ง

TPS7A11 ทำงานในโหมดการทำงานสามโหมด - การทำงานปกติการทำงานกลางคันและโหมดปิดใช้งาน ในโหมดออกกลางคันอุปกรณ์ไม่ได้อยู่ในกฎระเบียบและแรงดันไฟฟ้าขาออกเป็นค่าเท่ากับแรงดันไฟฟ้าขาเข้าลบด้วยแรงดันตกคร่อมองค์ประกอบผ่านของอุปกรณ์ ในโหมดปิดใช้งานอุปกรณ์จะปิดอยู่

แผนภูมิวงจรรวม

ตามข้อกำหนดของแอปพลิเคชันจำเป็นต้องมีส่วนประกอบภายนอกพร้อมกับ TPS7A11 IC

แผนภาพวงจรของ TPS7A11

ประเภทตัวเก็บประจุ

TPS7A11 ต้องการ ตัวเก็บประจุ s ที่พินอินพุตเอาต์พุตและไบแอสเพื่อความเสถียร ส่วนใหญ่ ตัวเก็บประจุเซรามิก ขอแนะนำ ควรใช้ตัวเก็บประจุแบบเซรามิกหลายชั้นด้วยความระมัดระวัง

ข้อกำหนดของตัวเก็บประจุอินพุต - เอาท์พุต

ตัวเก็บประจุอินพุตขั้นต่ำที่จำเป็นสำหรับ TPS7A11 คือ 2.2 µF ค่าต่ำสุดสำหรับตัวเก็บประจุเอาต์พุตคือ 2.2µF และค่าสูงสุดคือ 22µF ค่าของตัวเก็บประจุไบอัสควรเป็น 0.1 beF

Pin Configuration ของ TPS7A11

TPS7A11 มีจำหน่ายในรูปแบบ WSON ขนาด 2.00 มม. X 2.00 มม., แพ็คเกจ DRV 6 พินและแพคเกจ DSBGA (YKA) แบบ 5 พินขนาด 0.74 มม.

แพ็คเกจ DRV ของ TPS7A11

แพ็คเกจ DRV

สำหรับแพ็คเกจนี้ขอแนะนำให้เชื่อมต่อแผ่นความร้อนกับกราวด์

• Pin- 1 คือขาออกที่มีการควบคุม OUT เพื่อความเสถียรจำเป็นต้องเชื่อมต่อตัวเก็บประจุจาก OUT สู่กราวด์ สำหรับค่าชั่วคราวที่ดีจะใช้ตัวเก็บประจุแบบเซรามิกซึ่งวางไว้ใกล้กับขาเอาต์พุตของอุปกรณ์
• Pin-2 คือพิน NC ซึ่งไม่ได้เชื่อมต่อภายใน หมุดนี้สามารถปล่อยให้ลอยหรือเชื่อมต่อกับกราวด์ได้เพื่อการระบายความร้อนที่ดี
• Pin-3 คือพินเปิดใช้งาน EN ในการเปิดใช้งานอุปกรณ์พินนี้จะถูกยกขึ้นสูงและด้วยการทำให้พินต่ำจะสามารถปิดการใช้งานอุปกรณ์ได้ หากต้องการเปิดใช้งานฟังก์ชันพินนี้สามารถเชื่อมต่อกับ IN หรือ BIAS pin ได้ แต่ภายใต้เงื่อนไขที่แรงดันไฟฟ้าที่ขา IN มากกว่า 0.9V
• Pin-4 คือ BIAS พินอคติ แรงดันไฟฟ้าอินพุตต่ำและสภาวะแรงดันเอาต์พุตต่ำเปิดใช้งานโดยใช้พินนี้ เพื่อประสิทธิภาพที่ดีที่สุดควรเชื่อมต่อตัวเก็บประจุจากขานี้ไปยังกราวด์
• Pin-5 คือพินกราวด์ GND
• Pin-6 คือพินอินพุต IN จากความเสถียรควรเชื่อมต่อตัวเก็บประจุจากขาอินพุตนี้กับพื้น ควรวางคาปาซิเตอร์นี้ไว้ใกล้กับขา IN

แพ็คเกจ DSBGA –YKA 5 พิน

สำหรับแพ็คเกจนี้การทำงานของ Pin จะเหมือนกับแพ็คเกจ DRV ด้านบน

• A1 คือพินอินพุต IN
• A3 คือขาเอาต์พุต OUT
• B2 คือขากราวด์ GND
• C1 คือ BIAS พินอคติ
• C3 คือพินเปิดใช้งาน EN

ข้อมูลจำเพาะของ TPS7A11

ข้อมูลจำเพาะของ TPS7A11 มีดังต่อไปนี้ -

• TPS7A11 มีช่วงแรงดันไฟฟ้าต่ำมากตั้งแต่ 0.75V ถึง 3.3V
• IC นี้มีให้ในแพ็คเกจ DRV และ YKA
• สำหรับแพคเกจ DRV ที่ 500-mA การหยุดกลางคันต่ำพิเศษสำหรับการสูญเสียพลังงานขั้นต่ำคือ 140mV
• สำหรับแพ็คเกจ YKA การออกกลางคันต่ำมากคือ 110mV
• กระแสไฟนิ่งต่ำสำหรับ V_ในคือ 1.6 µA
• สำหรับ V_BIASIQ คือ 6 µA
• โหลดเส้นและอุณหภูมิมีความแม่นยำ 1.5%
• IC นี้มี PSRR สูง 64dB ที่ 1 kHz
• TPS7A11 มีการปล่อยเอาต์พุตที่ใช้งานอยู่
• ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้านี้มีให้สำหรับแรงดันไฟฟ้าคงที่ตั้งแต่ 0.5V ถึง 3V
• ช่วงสำหรับ V_BIASอยู่ที่ 1.7V ถึง 5.5V
• อุณหภูมิในการเชื่อมต่อที่แนะนำของ TPS7A11 คือตั้งแต่ -400C ถึง 1250C
• แรงดันไฟฟ้าขาออกที่ดึงมาจาก IC นี้ที่สภาวะอุณหภูมิของจุดเชื่อมต่อการทำงานคือตั้งแต่ขั้นต่ำ 0.5V ถึงสูงสุด 3V
• ใช้ตัวเก็บประจุแบบไบอัส 0.1 µF ร่วมกับ IC
• ESR สูงสุดต้องต่ำกว่า250mΩเมื่อทำงานที่สภาวะอุณหภูมิทางแยก

การใช้งาน

การใช้งานตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า TPS7A11 มีดังต่อไปนี้ -

• สิ่งเหล่านี้ใช้เพื่อจ่ายพลังงานให้กับแรงดันไฟฟ้าหลักที่ต่ำกว่าของสมัยใหม่ ไมโครคอนโทรลเลอร์ และ เซ็นเซอร์ .
• สิ่งเหล่านี้ใช้ใน smartwatches และเครื่องติดตามการออกกำลังกาย
  หูฟังไร้สายและเอียร์บัดยังใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้านี้
• ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้านี้สามารถพบได้ในโมดูลกล้อง
  อุปกรณ์ทางการแพทย์แบบพกพาสมาร์ทโฟนแท็บเล็ตอุปกรณ์โซลิดสเตตใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า TPS7A11

IC ทางเลือก

IC ที่สามารถใช้เป็นทางเลือกแทน TPS7A11 คือ TPS7A26

เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าอินพุตต่ำและข้อกำหนดแรงดันไฟฟ้าขาออกต่ำ TPS7A11 จึงกลายเป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพาที่ไวต่อเสียงรบกวนที่ใช้แบตเตอรี่ แม้ว่า LDO แบบเดิมจะมีอินพุตที่ต่ำกว่าและมีคุณสมบัติเอาต์พุตต่ำ แต่ประสิทธิภาพก็ต่ำ

TPS7A11 ใช้รางไบแอสเพื่อทำงานที่แรงดันไฟฟ้าขาเข้าต่ำลงซึ่งจะช่วยลดการกระจายพลังงานของแม่พิมพ์ ข้อกำหนดเพิ่มเติมของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้านี้สามารถพบได้ใน แผ่นข้อมูล ของ Texas Instrumentation TPS7A11 แอปพลิเคชันใดของคุณมีประโยชน์ ค่าตัวเก็บประจุที่คุณใช้ในวงจรคืออะไร?

ทรัพยากรรูปภาพ: Texas Instruments