TPS7B81-Q1 Regulador de Tensão: O que é, Diagrama e Mais

6 de julho de 2023 0 Comentários Leitura: 7 min

Para fornecer tensões reguladas a dispositivos eletrônicos sensíveis, os reguladores de tensão linear, também conhecidos como LDO (Low Dropout), são amplamente utilizados. Existem diferentes tipos e categorias de LDO disponíveis, variando em suas faixas de tensão de entrada operacional, corrente de repouso e corrente de saída. Além disso, eles estão disponíveis em diferentes tamanhos para atender às necessidades específicas.

Os reguladores de tensão podem ser encontrados em versões de tensão fixa ou ajustável, onde as tensões de saída podem ser ajustadas em uma faixa específica usando resistores externos em um divisor de tensão de realimentação. Essa flexibilidade permite adaptar a tensão de saída às necessidades do sistema.

Aplicações como sistemas automotivos alimentados por bateria e sistemas “Always-on” exigem baixas correntes de repouso e ultrabaixas. Para atender a essas demandas, são utilizados LDOs como o TPS7B81-Q1, projetados especificamente para essas aplicações.

Sumário

O que é TPS7B81-Q1?

O TPS7B81-Q1 é um regulador linear de baixa tensão com corrente quiescente ultrabaixa. Projetado para operar com uma tensão de entrada de até 40V, o TPS7B81-Q1 possui circuitos integrados de proteção contra falhas. Esse regulador LDO está disponível em diferentes tamanhos e apresenta boa condutividade térmica.

Devido à sua característica de corrente quiescente extremamente baixa, o TPS7B81-Q1 é considerado uma solução ideal para alimentar microcontroladores, redes de controle de área (CAN) e redes de interconexão local (LIN), onde é essencial minimizar o consumo de energia em modo de espera ou em situações de baixa carga.

Diagrama de bloco

Desligamento por subtensão
Para desligar a saída quando as tensões de entrada caem abaixo de um limite interno de UVLO, este dispositivo possui um circuito interno de bloqueio de subtensão. Durante condições de baixa tensão de entrada, este circuito evita que o dispositivo trave em um estado desconhecido.

Limite de corrente
Um circuito de limite de corrente é fornecido ao dispositivo para manter o dispositivo em uma área de operação segura quando ocorrer uma sobrecarga ou um curto-circuito na saída. O circuito de proteção de limite de corrente também protege este IC da dissipação de energia excessiva.

Desligamento Térmico
Para proteger o LDO do superaquecimento, é fornecido um circuito de desligamento térmico. Quando a temperatura da junção excede o ponto de desarme do desligamento térmico, esse desligamento do circuito é o dispositivo. Quando o dispositivo esfria a uma temperatura abaixo do ponto de desligamento térmico, este circuito liga a saída novamente.

Diagrama de circuito de TPS7B81-Q1

Dependendo dos requisitos da aplicação, componentes externos, como capacitores com valores diferentes, são usados junto com este LDO. Antes de iniciar o processo de design, a faixa de tensão de entrada e os valores de corrente de saída devem ser determinados.

Capacitor de entrada

Normalmente, um capacitor de 10 µF a 22 µF é conectado do pino IN ao terra. O capacitor de entrada pode melhorar a resposta transitória, rejeição de ondulação de entrada e PSRR do dispositivo.

Capacitor de saída
Este LDO requer um capacitor de saída para estabilidade. Um capacitor na faixa de 1µF a 200µF é o preferido. A faixa ESR do capacitor deve estar entre 0,001Ω e 5Ω. Para melhorar a resposta transitória de carga, um capacitor de cerâmica com baixo ESR é selecionado.

Configuração de pinos de TPS7B81-Q1

TPS7B81-Q1 está disponível em pacote HVSSOP DGN de 8 pinos, pacote WSON DRV de 6 pinos e pacote TO-252 KVU de 5 pinos.

Pacote DGN

O pino 1 é o pino IN da fonte de alimentação de entrada. Para minimizar a impedância de entrada e obter a melhor resposta transitória, recomenda-se um capacitor de entrada. Este capacitor é conectado do pino IN ao terra e deve ser colocado o mais próximo possível da saída do dispositivo.
O pino 2 é o pino de entrada de habilitação EN. O dispositivo é ligado acionando este pino acima do nível alto da entrada lógica do dispositivo. O TPS7B81-Q1 entra no modo de desligamento quando o valor neste pino é menor que o nível baixo da entrada lógica.
Pin-3 e Pin-7 não estão conectados internamente. Pin-4, 5, 6 são os pinos de referência de terra GND. O pino 8 é o pino de saída regulado OUT. Para estabilidade, um capacitor de saída deve ser colocado entre OUT e terra. Este capacitor deve ser colocado o mais próximo possível da saída do dispositivo.

Pacote DRV

O pino 1 é o pino de entrada IN.
O pino 2 é o pino de habilitação EN.
Pin-3 e pin-4 são a referência de terra GND.
O pino 5 é o pino DNC. Não deve ser conectado a nenhuma tensão de polarização. Este pino está amarrado ao chão ou flutuando à esquerda.
O pino 6 é o pino de saída OUT. O funcionamento do pino é semelhante ao dos pinos do pacote DGN, mas sua configuração muda.

pacote KVU

O pino 1 é o pino de entrada IN. O pino 2 é o pino de entrada de habilitação EN.
Pino -3 e TAB são a referência de terra GND. O pino 4 é o pino DNC. O pino 5 é o pino de saída OUT.
Para melhorar o desempenho térmico, o bloco térmico de todos os pacotes é conectado ao terra GND.

Especificações

TPS7B81-Q1 tem as seguintes especificações-

O TPS7B81-Q1 é um regulador sem bateria, com QI ultrabaixo e baixa queda.
Possui grau de temperatura 1 variando de -40 ⁰ C a 125 ⁰ C.
O TPS7B81-Q1 possui uma ampla faixa de tensão de entrada de 3 V a 40 V.
A corrente máxima de saída deste dispositivo é de 150mA.
TPS7B81-Q1 tem uma baixa corrente quiescente de 300nA quando o dispositivo está no modo de desligamento.
Para cargas leves, o valor típico da corrente quiescente é 2,7µA.
Uma corrente quiescente máxima de 4,5µA é obtida para cargas leves.
TPS7B81-Q1 tem 1,5% de precisão de tensão de saída na linha, carga e temperatura.
Para uma versão de saída fixa de 5 V, o TPS7B81-Q1 tem uma tensão máxima de queda de 525 mV a 150 mA.
Para estabilidade, capacitor de saída de cerâmica de valor na faixa de 1µF a 200µF com baixo ESR é usado.
Este IC está disponível em versões de tensão fixa para tensões de saída de 5V e 3,3V.
Este LDO possui circuitos de proteção contra falhas.
Circuito de desligamento térmico, circuito de proteção contra curto-circuito e sobrecorrente também são fornecidos para TPS7B81-Q1.
O TPS7B81-Q1 está disponível em 3 tipos de pacotes – DGN de 8 pinos, DRV de 6 pinos, pacotes KVU de 5 pinos.

Formulários

Algumas das áreas onde o TPS7B81-Q1 é aplicado são as seguintes:

A fonte de alimentação do cluster usa TPS7B81-Q1.
Um regulador de tensão TPS7B81-Q1 também está presente nos módulos de controle da carroceria.
O TPS7B81-Q1 é a escolha ideal para aplicações alimentadas por bateria sempre ligadas, como aplicações de gateway, sistemas de entrada remota sem chave.
O TPS7B81-Q1 é usado para alimentar transceptores MCU e CAN/LIN.

CI alternativo

Os CIs que podem ser usados como alternativa ao TPS7B81-Q1 são TPS7A66, TPS7A69, TPS7B69 etc…

Baixa corrente quiescente é necessária para economizar energia e prolongar a vida útil da bateria de aplicativos automotivos conectados à bateria. Para permitir operações sustentadas quando a ignição do veículo está desligada, é necessária uma corrente quiescente ultrabaixa em uma faixa de temperatura estendida para sistemas Always-on.

Como o TPS7B81-Q1 atende a todos esses requisitos, ele é considerado a escolha ideal para essas aplicações. Outras características elétricas podem ser encontradas no datasheet da Texas Instruments.

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