Regulador de Baixa Tensão de Queda TPS7A11: Guia Completo e Especificações

Hoje em dia, muitos dos dispositivos portáteis que utilizamos funcionam com bateria. Em tais dispositivos, os reguladores de tensão desempenham um papel essencial. À medida que aumenta a demanda por reguladores de tensão em aplicações altamente sensíveis que requerem tensões extremamente baixas para funcionar corretamente, há um aumento na procura por circuitos integrados LDO (Low Dropout). Esses reguladores de tensão são capazes de regular pequenas tensões na faixa de milivolts (mV) e geralmente operam com uma tensão de entrada entre 200mV e 500mV. Para atender às necessidades de fornecimento de energia eficiente em eletrônicos portáteis, é necessário encontrar uma solução compacta. Além disso, esses reguladores devem ter requisitos de entrada e saída de tensão baixos. Um exemplo de LDO com essas características é o TPS7A11.

O que é CI TPS7A11?

O TPS7A11 é um regulador de baixa tensão de queda altamente eficiente. Ele está disponível como um circuito integrado (CI) extremamente pequeno e possui uma corrente quiescente baixa. Esse CI pode ser conectado a uma fonte de alimentação com uma diferença mínima de apenas 140 mV em relação à tensão de saída desejada.

Ao utilizar o trilho V BIAS, que alimenta os circuitos internos do dispositivo, o TPS7A11 é capaz de suportar tensões de entrada muito baixas. Essas características tornam o TPS7A11 a escolha ideal para aplicações que dependem de baterias como fonte de energia.

Diagrama de bloco

Excelente Resposta Transitória

Devido à alta impedância de entrada dos dispositivos e à baixa impedância de saída, o TPS7A11 responde rapidamente a um transiente na alimentação de entrada e na corrente de saída.

Esse recurso também dá ao dispositivo a capacidade de uma alta taxa de rejeição da fonte de alimentação e baixo nível de ruído interno. O TPS7A11 possui excelentes transientes de carga e linha.

Bloqueio Global de Subtensão

Este CI tem dois circuitos de bloqueio de subtensão. Um no pino BIAS e outro no pino IN. Este circuito evita que o TPS7A11 ligue antes que as tensões BIAS ou IN subam acima de suas tensões de bloqueio.

Esses dois sinais UVLO são conectados internamente por meio de uma porta AND. Portanto, se qualquer um desses sinais estiver abaixo da tensão de bloqueio, o dispositivo será DESLIGADO.

Descarga Ativa

Para descarregar ativamente a tensão de saída, a opção de descarga ativa possui um MOSFET suspenso interno . Este MOSFET conecta um resistor de 120Ω ao terra quando o dispositivo está desativado. Este circuito é ativado quando o pino de habilitação está baixo ou quando o dispositivo está no modo de desligamento térmico.

Limite de Corrente de Retorno Interno

Este circuito é usado para proteger o TPS7A11 de falhas de corrente de alta carga ou eventos de curto-circuito de tensão.

Desligamento Térmico

Quando a temperatura da junção térmica do dispositivo aumenta até atingir a temperatura de desligamento térmico, o circuito do dispositivo é desativado. Ao diminuir a temperatura abaixo da temperatura de desligamento, a função de histerese de desligamento térmico garante que o regulador de tensão LDO seja reiniciado.

O TPS7A11 opera em três modos de funcionamento: modo normal, modo dropout e modo desligado. No modo dropout, o dispositivo não está em estado de regulação e a tensão de saída corresponde à diferença entre a tensão de entrada e a queda de tensão no componente de passagem do dispositivo. No modo desligado, o dispositivo é desativado.

Diagrama de circuito

Com base no requisito da aplicação, são necessários componentes externos junto com TPS7A11 CI.

Tipos de Capacitores

O TPS7A11 requer capacitores na entrada, saída e pinos de polarização para estabilidade. Principalmente capacitores de cerâmica são recomendados. Capacitores cerâmicos multicamadas devem ser usados ​​com cuidado.

Requisitos do Capacitor de Entrada-Saída

O capacitor de entrada mínimo necessário para o TPS7A11 é de 2,2 µF. O valor mínimo para o capacitor de saída é 2,2µF e o valor máximo é 22µF. O valor do capacitor de polarização deve ser 0,1µF.

Configuração de pinos de TPS7A11

O TPS7A11 está disponível como WSON de 2,00 mm X 2,00 mm, encapsulamento DRV de 6 pinos e um encapsulamento DSBGA(YKA) ultrapequeno de 0,74 mm X 1,09 mm.

Pacote DRV

Para este pacote, recomenda-se conectar a almofada térmica ao terra.

• O pino 1 é o pino de saída regulado OUT. Para estabilidade, um capacitor é necessário para ser conectado de OUT ao terra. Para bons valores transitórios, são utilizados os capacitores de cerâmica, que são colocados próximos ao pino de saída do dispositivo.
• O pino 2 é o pino NC que não está conectado internamente. Este pino pode ser deixado como flutuante ou pode ser conectado ao terra para uma boa dissipação térmica.
• O pino 3 é o pino de habilitação EN. Para habilitar o dispositivo, este pino é elevado e, tornando o pino baixo, o dispositivo pode ser desativado. Se a funcionalidade de ativação for necessária, este pino pode ser conectado ao pino IN ou BIAS, mas sob a condição de que as tensões no pino IN sejam maiores que 0,9V.
• O pino 4 é o pino de polarização BIAS. As condições de baixa tensão de entrada e baixa tensão de saída permitem o uso deste pino. Para melhor desempenho, um capacitor deve ser conectado deste pino ao terra.
• O pino 5 é o pino terra GND.
• O pino 6 é o pino de entrada IN. Da estabilidade, um capacitor deve ser conectado deste pino de entrada ao terra. Este capacitor deve ser colocado próximo ao pino IN.

DSBGA de 5 pinos – pacote YKA

Para este pacote, o funcionamento do Pin é o mesmo do pacote DRV acima.

• A1 é o pino de entrada IN.
• A3 é o pino de saída OUT.
• B2 é o pino terra GND.
• C1 é o pino de polarização BIAS.
• C3 é o pino de habilitação EN.

Especificações do TPS7A11

As especificações do TPS7A11 são as seguintes-

• O TPS7A11 possui uma faixa de voltagem ultrabaixa de 0,75 V a 3,3 V.
• Este CI está disponível como pacotes DRV e YKA.
• Para o pacote DRV a 500 mA, a queda ultrabaixa para perda mínima de energia é de 140 mV.
• Para o pacote YKA, o dropout ultrabaixo é de 110mV.
• A corrente quiescente baixa para V _IN é de 1,6 µA.
• Para V _BIAS, o QI é de 6 µA.
• Carga, linha e temperatura têm precisão de 1,5%.
• Este CI tem um alto PSRR de 64dB a 1 kHz.
• TPS7A11 tem uma descarga de saída ativa.
• Este regulador de tensão está disponível para tensão fixa variando de 0,5 V a 3 V.
• A faixa para V _BIAS é de 1,7 V a 5,5 V.
• A temperatura de junção operacional recomendada do TPS7A11 é de -400C a 1250C.
• A tensão de saída extraída deste IC nas condições de temperatura da junção operacional é de um mínimo de 0,5 V a um máximo de 3 V.
• Um capacitor de polarização de 0,1 µF é usado junto com o IC.
• O ESR máximo deve ser inferior a 250mΩ ao operar em condições de temperatura de junção.

Formulários

As aplicações do regulador de tensão TPS7A11 são as seguintes:

• Eles são usados ​​para fornecer energia para as tensões de núcleo mais baixas dos microcontroladores e sensores modernos .
• Estes são usados ​​em smartwatches e rastreadores de fitness.
  Fones de ouvido sem fio e Earbuds também fazem uso deste regulador de tensão.
• Este regulador de tensão pode ser encontrado em módulos de câmeras.
  Dispositivos médicos portáteis, smartphones, tablets e dispositivos de estado sólido utilizam o regulador de tensão TPS7A11.

CI alternativo

O CI que pode ser usado como alternativa ao TPS7A11 é o TPS7A26.

Devido aos requisitos de baixa tensão de entrada e baixa tensão de saída, o TPS7A11 tornou-se a escolha ideal para eletrônicos portáteis sensíveis a ruído alimentados por bateria. Embora os LDOs tradicionais tenham características de entrada e saída baixas, sua eficiência é baixa.

O TPS7A11 usa o trilho de polarização para operar com tensão de entrada mais baixa, reduzindo assim a dissipação de energia na matriz. Mais especificações deste regulador de tensão podem ser encontradas na folha de dados da Texas Instrumentation.

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