regulatoare de tensiune LDO pe semi

Articolul discută posibilitatea de a crește eficiența și punerea în aplicare a funcționalitate suplimentară în convertoare de impulsuri din cauza mai recente tranzistori de putere NexFET.

Selectarea traductorul pentru a alimenta sistemul - nu este o sarcină ușoară pentru dezvoltator. Parametrii și funcționalitatea dimensiuni standard IP standard pentru instalarea la bord este în continuă îmbunătățire, iar dezvoltatorul trebuie să ia în considerare o serie de caracteristici tehnice și economice. În acest articol considerăm cele mai importante.

Istoric chipset-ul integrat regulator de tensiune începe cu 1967 De atunci, autoritățile de reglementare integrate de tensiune sunt parte integrantă a echipamentelor electronice moderne, ale căror caracteristici sunt determinate în mare măsură de precizia și stabilitatea tensiunilor de alimentare. Stabilizatori cu o mică picătură de tensiune este folosit ca element de reglare PNP bipolar transistor sau efect de câmp tranzistor (singur sau compozit). Căderea de tensiune în acest caz este de câteva zecimi de volți, care se extinde cu siguranță, domeniul de aplicare al LDO-stabilizatori.

În prezent, nomenclatura ON semi câteva zeci de tipuri de LDO stabilizatori diferite în valoarea intervalului minim de ieșire de tensiune de curenți de funcționare și tensiunea de intrare, numărul de canale, nivelurile de zgomot, precum și prezența unor funcții suplimentare. În fiecare trimestru, noile circuite de nomenclatură LDO. Scopul noilor evoluții sunt: ​​extinderea gamei de a concura în toate nișele de la reducerea prețului, precum și dezvoltarea de noi tipuri de tehnologii noi pentru înlocuirea adecvată a stocurilor învechite.

În comerț moderne LDO stabilizatori pot fi împărțite în mod condiționat în mai multe grupuri, în conformitate cu parametrii și domeniul de aplicare ale acestora:

- Tipic fix și reglat tensiunea de ieșire;

- eficient (curent scăzut statică);

- ultra joasă (Ultra LDO - 200 mV sau mai puțin), căderea de tensiune;

- precizie cu setarea precisă a tensiunii de ieșire mai mare de 1%;

- rapid (răspuns rapid);

- mai multe canale (gemene, etc.);

- funcții speciale de servicii suplimentare.

Astfel de dispozitive cu circuite de protecție, cum ar fi servicii de supracurent și supraîncălzirea și oprirea circuitului de sarcină, atunci când creșterea și descreșterea regulator de tensiune, utilizat în prezent și sunt standard în cele mai multe LDO. La stabilizatori destinate utilizării în dispozitivele alimentate de baterii este protecția polaritate de intrare și un exces semnificativ al tensiunii de intrare atunci când este conectată incorect bateriile. Mai multe chips-uri are o intrare de control On / Off (Oprire) setarea somn (Sleep Mode), în care tensiunea de ieșire este oprită, iar consumul de curent este redus în mod semnificativ. În multe tipuri moderne LDO introduse și protecție împotriva fluxului de curent invers (Reverse Bias protejate). Acest efect nedorit apare atunci când o scădere bruscă a tensiunii de la intrare la zero și menținerea producției în detrimentul condensatorului. Stabilizatorul cu tranzistoare bipolare de reglare de curent, în acest caz, va începe să curgă prin p-n-tranziția de la ieșire la intrare. Protecția se realizează prin introducerea unui tranzistor suplimentar care descarcă în mod forțat capacitatea de ieșire a stabilizatorului atunci când tensiunea de intrare scade sub pragul.

clasificarea LDO

Prin aplicarea LDO stabilizatori sunt împărțite în universale (piață Multi) și stabilizatori pentru aplicații cu domeniu extins de temperaturi (performanță Automotive). Clasa de LDO Automotive nu sunt doar pentru aplicații auto și de transport, dar, de asemenea, pentru toate aplicațiile cu medii dure. Figura 1 prezintă universal nomenclatura LDO-tensiune stabilizatorilor companie ON Semiconductor.

Fig. 1. Nomenclator regulatoare de tensiune universală LDO-ON Semi

regulatoare de tensiune LDO pe semi

De interes special sunt produse noi care au apărut pe piață în ultimii ani. Orice produs nou apare pe piață cu scopul de a umple un gol, fie în linia existentă, sau pentru a înlocui produsele existente cu noi caracteristici îmbunătățite, populare în aplicații de astăzi.

Eficiența LDO se poate manifesta la o cădere de joasă tensiune între intrare și de ieșire. Un alt avantaj al LDO la sursele de tensiune impuls - lipsa de zgomot impuls și joasă EMI.

Principalele sectoare de aplicare a LDO - aceasta, desigur, instrumente portabile, cu baterie. Alte sectoare - surse secundare de aprovizionare pentru procesoare și FPGAs care necesită diferite tensiuni de alimentare. În acest caz, dispozitivul sursă de alimentare de bază, cum ar fi o sursă de 3,3 sau 5 V și o tensiune mai mică valoare generată folosind LDO ..

Stabilizatori pentru tehnologia NoCap

La ieșirea prima tensiune stabilizatorii dezvoltat-LDO pentru a opera configurarea de stabilitate necesară este destul de costisitoare condensatori electrolitici scăzut ESR de mare capacitate și dimensiuni. Deoarece introducerea de noi tehnologii au început să apară circuite LDO, care nu necesită instalarea de condensatori Low ESR de mare capacitate. În schimb, a fost suficient pentru a stabili condensatoare ceramice la prețuri accesibile și mai compacte de capacitate mică. Acest tip de stabilizator numit NoCap. În cele mai multe cazuri, pentru a asigura stabilitatea suficientă instalarea de condensatoare ceramice de până la 1 uF, care nu numai că în mod semnificativ mai ieftin în ultimii ani, dar a redus în dimensiune. Aproape toate noile tipuri de LDO nu necesită instalarea de ieșire scump condensator Low ESR, astfel încât aproape toate LDO moderne ar putea fi legate de tipul NoCap. Cu toate acestea, LDO nomenclatură a supraviețuit o astfel de clasificare. Acestea includ o serie de NCP552, NCP553, NCV553.

tensiune Această serie de stabilizatoare de tensiune NoCap fix este proiectat pentru dispozitive cu baterie-alimentat, ceea ce este important pentru curent Quiescent scăzut. stabilizator de curent de ieșire este de -80 mA și un curent de Quiescent - numai 2,8 microamps. Tranzistorul de putere PMOS este utilizat ca membru partiție. Există o protecție împotriva supraîncălzirii. Principalul avantaj al acestor dispozitive este că, pentru a asigura o funcționare stabilă a stabilizatorului este suficientă capacitate de instalare ceramice ieftin la ieșire. Stabilizatorul poate funcționa fără un condensator de ieșire. La intrarea stabilizatorului se recomandă instalarea unui container de ceramică 1 uF, și de ieșire pentru a furniza suficient de rezistenta condensator ceramic de 0,1 microfarazi.

Circuit subminiaturală formată în suprafața de montare tip SC-82 AB. Ea vine în versiuni cu o tensiune de ieșire fixă: 1,5; 1.8; 2.5; 2.7; 2.8; 3.0; 3.3 și 5.0 V. posibile și ordonarea execuției. tensiune rezoluție setare pentru versiuni personalizate este de 100 mV.

, dispozitive portabile alimentate cu baterii

Utilizarea LDO în echipamente de telecomunicații

De obicei, un astfel de echipament este utilizat în AC / DC-convertor la ieșire 5 volți sau 3.3 V. Structura poate cuprinde o încărcătură de bază și module de interfață mezanin. Baza (mamă) placa utilizează 2,5 tensiuni; 2,0; 1.8 V pentru alimentarea nuclee FPGA, controlere de DSP sau de comunicații, procesoare sau transceiver. Fiecare modul poate fi utilizat de la mezaninul sursele lor locale LDO 2.5 / 2.0 / 1.8 V. La un consum de curent redus, de exemplu până la 50 mA, LDO poate fi utilizat în carcase SOT-23 sau SOT 83. La curenții de 150-300 mA pentru 2,5 surse / 2.0V LDO se aplică în cazurile cu o disipare de putere mai mare.

execuție Automotive

performanță Automotive cip au în NCV nume de tip prefix. Stabilizatori pentru aplicații auto într-un grup separat, ca domeniul de aplicare pentru produse impune o serie de cerințe specifice:

- valoarea maximă a tensiunii de intrare nu este mai mică de 12 V, care este determinată de tensiunea sursei de alimentare auto;

- rezistența la tensiune tranzitorie valuri în rețea;

- o gamă largă de temperaturi de funcționare (-40 ... 125 ° C);

- Temperatura de depozitare -65 ... interval de 150 ° C,

Unele alimente semi PE pentru această performanță sunt gamă mai largă de temperatură. La prima vedere, utilizarea LDO în domeniul electronicii auto este inadecvată: pe fondul curentului consumat de sursa de lumină 10 ... 20 Și când motorul este pornit și economia mA generator units nu este pe deplin justificată. Dar o parte din electronica continuă să funcționeze la oprit motorul. Acest serviciu - Sisteme de alarme antiefractie, ceas de timp real, etc. Pentru a furniza tensiunile de control utilizate microcontrolere 3 ... 5 V. Sistemul ar trebui să continue să funcționeze chiar și atunci când descărcarea bateriei auto sub un nivel de prag, iar atunci când puterea nu este de curent suficient pentru a opera demarorul, sau trageri atunci când tensiunea bateriei la momentul operației de pornire ajunge la 6 V. La curent ridicat Mod de a utiliza LDO este problematică. În aceste cazuri, este mai bine să se aplice regulatoarele de tensiune pe bază de convertoare de impulsuri.

5.0 LDO-stabilizator cu NCV4949A Reset generator de semnal și un senzor de tensiune de intrare

Microcircuit NCV4949A LDO stabilizator 5 (a se vedea. Fig. 2), are caracteristici suplimentare, cum ar fi formarea unui semnal de resetare la microcontroler și tensiunea de prag de intrare a senzorului. Cipul este conceput pentru a forma un microcontroler încorporat de putere la bord sisteme, cum ar fi auto.

Fig. 2. LDO stabilizator structura NCV4949A

Cele cinci canale LDO MC33765

MC33765 cip are cinci canale independente stabilizatoare LDO tensiune cu zgomot ultra redus de ieșire. Carcasa TSSOP-16 este proiectat pentru montarea de suprafață. Tensiunile de ieșire pentru toate canalele MC33765 stabilizatori - sunt aceleași, capacitatea de încărcare 2.8V curent - diferite, de până la 150 mA (Channel 4). Căderea de tensiune este de aproximativ 0,11 V pentru curentul maxim. curent foarte scăzut Quiescent (5,0 uA în starea OFF și 130 uA - ON). Canalul 3 are un zgomot de ieșire foarte mică. Acest canal poate fi folosit pentru alimentarea modulelor de circuit, care sunt sensibile la zgomot pe magistrala de alimentare. Pentru toate canalele realizate protecție la scurtcircuit pe ieșirile, există și o protecție împotriva supraîncălzirii cristalului. Fiecare canal are semnalul său de control al statului activ. semnal de oprire - comun pentru toate canalele.

Gama de 3,0 ... 5,3 V (tensiune maximă de trei baterii la 1,8 V) Tensiune de intrare și de până la 3,0 V.

LDO-stabilizatori serie NCP4587x cu moduri de trei putere în jos

Chips seria NCP4587x axat pe sectorul dispozitivelor mobile, consumul de energie ultra-redus alimentat cu baterie și. Acest cip are caracteristici noi pentru gestionarea energiei mai eficientă. Chip-ul are trei moduri de putere: standby (repaus) Mod standby - 0,1 Ua; Consum mic - 1,0 uA; consumul nominal - 55 uA.

Gama de consum în diferite moduri este de aproape trei ordine de mărime! Există, de asemenea, posibilitatea de a modurilor de control extern. Modal de intrare AE - permisiunea de a comuta automat la răspuns rapid pentru un prag dat fix. În modul de economisire a energiei, cu un consum dinamic ultra-redus consum de curent absent - stabilizator funcționează în modul de răspuns lent oferind propriul mic curent. Cu un consum mai mare de 3 mA stabilizator comută în modul de răspuns rapid, cu un consum propriu puțin mai mare, oferind un nivel dorit de ieșire a dinamicii miniere actuale.

În al doilea caz, microcontrolerul poate gestiona în mod independent includerea acestui regim, care oferă caracteristici suplimentare pentru a economisi energie. De exemplu, curentul poate depăși 3 mA, dar natura consumului său static, care nu are nevoie de difuzor. Microcontroller, știind că acest lucru nu include un tratament cu un consum privat mare.

Stabilizatorul are o ieșire redus nivel de zgomot. Protecția împotriva Implementat curentul invers - un tranzistor de descărcare interior de la ieșire la intrare.

- curent de ieșire: 150 mA;

- Tensiune de intrare: 1,4 ... 5,25;

- domeniul tensiunii de iesire: 0,8 ... 4,0 V (fabrică disponibil setare orice tensiune în intervalul de la 0,1 V etape);

- Cădere de tensiune: 120 mV la 150 mA (Vout> 2,6 V);

- corectitudinea setării tensiunii de ieșire: 1% (VOUT> 2, TJ = 25 ° C);

- corp: 1.2 mm x 1.2 XDFN, SC-70 sau SOT23.

Stabilizatori de tensiune standard de:

NCP4587DMU12TCG - 1,2 B;

NCP4587DMU18TCG - 1,8 V;

NCP4587DMU28TCG - 2,8 B;

NCP4587DMU30TCG - 3,0 B;

NCP4587DMU33TCG - 3,3 V.

LDO-regulator de CAT6217 CMOS ultra-joasă cădere de tensiune de 90 mV

Stabilizator CAT6217 oferă un timp de răspuns foarte rapid la schimbările din curentul de sarcină și trecerea scurtă la modul treaz - 150 microsecunde. Mici la timp vă permite să utilizați un condensator suplimentar trecere pentru a reduce nivelul de zgomot de ieșire.

CAT6217 concepute pentru a fi utilizate în dispozitivele alimentate de la baterii, cu 2.3 ... 5.5 V. Blocarea internă deconectează sarcina atunci când tensiunea scade sub 2.1 V. Tensiunea de ieșire de precizie setare CAT6217 - aproximativ 1%. Stabilitatea oferă o ceramică 1uF condensator de ieșire, reducând astfel costurile de spațiu bord și componente. Profilul Low (max înălțime -. 1 mm) carcasă pyativyvodnoy TSOT-23.

- curent de ieșire: 150 mA;

- Cădere de tensiune: 90 mV la 150 mA;

- stabilitate în timpul instalării ceramice condensator 1 uF ieșire;

- trecerea în aer liber nF condensator 10, pentru a reduce zgomotul;

- consum redus de curent în modul de oprire - mai puțin de 1 mA;

- variații ale performanței tensiunii de ieșire cu 1,5; 1.8; 2.5; 2.8; 2,85; 3.3 V.

Low-zgomot LDO NCP508

Acest tip de stabilizator este orientat pe aplicația în care este necesar să se asigure un nivel ridicat de filtrare a tensiunii de ieșire, de exemplu, subsistemele RF conectate dispozitive mobile și sisteme cu VCO și PLL. Stabilizator NCP508 ofera un curent de ieșire de 50 mA, are o scurtă trecere la starea activă și cel mai înalt nivel de suprimare a ondulație de tensiune la ieșire, protecție la scurtcircuit, la ieșire și supraîncălzirea. Elementul de reglare - PMOS-tranzistor. La ieșirea instalației este suficientă doar condensator ceramic.

Chip-ul este produs în SC-88A și carcase WDFN6 (1,5 x 1,5 mm). Tensiunile standard: 1,5; 1.8; 2.5; 2.8; 3.0 și 3.3 V. Ordinea performanțelor cu alte tensiuni de ieșire. Pasul tensiuni Setarea pentru versiuni personalizate - 100 mV.

- zgomot: 39 mV (RMS);

- suprimarea ondulație: 70 dB la 1 kHz;

- Cădere de tensiune: 140 mV la un curent de 30 mA;

- La timp: 20 ms.

NCP96x LDO-stabilizatori și 1000 mA

Universal LDO stabilizator cu un curent de sarcină de 1 A, utilizând ca element de reglare a FET. Este disponibil în trei variante: fără conexiune de semnal de sarcină (NCP960) și prezența unui astfel de semnal mare (NCP961) și niveluri scăzute (NCP962). Caracteristica distinctivă este prezența tranzistorului (descărcare activă), se conectează circuitul de ieșire la pământ pentru evacuarea forțată a condensatorului atunci când sarcina de ieșire este deconectată. Sunt încorporate Protecție împotriva supraîncălzirii a cristalului și pentru a limita curentul de sarcină (protecție la scurtcircuit).

ieșiri suplimentare (indicator de eroare Power-on Reset) sunt absente. Stabilizatorul este format în mărimea DFN6 carcasă shestivyvodnom 3,3 mm.

Fig. 5. Structura seriei LDO NCP4587x cu moduri de trei putere în jos

regulatoare de tensiune LDO pe semi