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ADP1715/ADP1716是500毫安,低压差,CMOS线性稳压器

时间:2020-2-21, 来源:互联网, 文章类别:元器件知识库

特征

最大输出电流:500毫安;输入电压范围:2.5 V至5.5 V;低关断电流:<1μA;低压差:500毫安负载下250毫伏;100毫安负载下50毫伏;初始精度:±1%;线路、负载和温度精度:±3%;16个带软启动的固定输出电压选项:0.75伏至3.3伏(ADP1715);可调输出电压选项:0.8 V至5.0 V(ADP1715可调);16个带跟踪的固定输出电压选项:0.75伏至3.3伏(ADP1716);小2.2μF陶瓷输出电容稳定,负载/线瞬态响应良好;电流限制和热过载保护逻辑控制使能8引线热增强MSOP封装。

应用

求购笔记本电脑;内存组件;电信设备;网络设备;DSP/FPGA/μP电源;仪表设备/数据采集系统。

一般说明

ADP1715/ADP1716是一种低功耗CMOS线性稳压器,工作电压从2.5伏到5.5伏,输出电流可达500毫安。使用先进的专有架构,他们提供高电源抑制,并实现了良好的线和负载瞬态响应,只需一个小的2.2μF陶瓷输出电容器。

该部分有三个版本,一个具有固定输出电压选项和可变软启动(ADP1715),一个具有可调输出电压和固定软启动(ADP1715可调),一个具有固定输出电压选项中的电压跟踪(ADP1716)。固定输出电压选项在内部设置为16个值之一 介于0.75 V和3.3 V之间;可调输出电压可通过外部分压器(从OUT连接到ADJ)设置为0.8 V和5.0 V之间的任何值。可变软启动使用SS处的外部电容器来控制输出电压斜坡。跟踪将输出电压限制在TRK引脚的at或low电压。

ADP1715/ADP1716采用8引线热增强型MSOP封装,不仅是一种非常紧凑的解决方案,而且还为需要高达500毫安输出电流、占地面积小、外形小巧的应用提供了优异的热性能。

绝对最大额定值

高于绝对最大额定值的应力可能会对设备造成永久性损坏。这仅是一个应力额定值;设备在本规范操作章节所述条件或以上任何其他条件下的功能操作并不意味着。长期暴露在绝对最大额定条件下可能会影响设备的可靠性。

热阻

θJA是为最坏情况而指定的,即焊接在用于表面安装封装的电路板中的设备。

典型性能特征

V=3.8V,I=10mA,C=2.2μF,C=2.2μF,T=25°C,除非另有说明。

操作理论

ADP1715/ADP1716是一种低功耗CMOS线性稳压器,采用先进的专有结构,仅需一个2.2μF陶瓷输出电容器,即可提供高电源抑制比(PSRR)和出色的线和负载瞬态响应。两个装置都在2.5V到5.5V的输入轨上工作,并提供高达500mA的输出电流。关机模式下的电源电流通常为100毫安。

在内部,ADP1715/ADP1716由基准、误差放大器、反馈分压器和PMOS通晶体管组成。输出电流通过由误差放大器控制的PMOS传递装置传递。误差放大器将参考电压与来自输出的反馈电压进行比较,并放大差异。如果反馈电压低于参考电压,PMOS器件的栅极被拉低,从而允许更多的电流通过并增加输出电压。如果反馈电压高于参考电压,PMOS器件的栅极被拉得更高,允许通过的电流更少,输出电压也会降低。

ADP1715有两个版本,一个有固定的输出电压选项,一个有可调的输出电压。使用内部反馈网络,在内部将固定输出电压选项设置为介于0.75 V和3.3 V之间的十六个值之一。可调输出电压可设置为

0.8 V和5.0 V由外部分压器连接至ADJ。ADP1715的固定输出版本允许连接外部软启动电容器,该电容器控制启动期间的输出电压斜坡。ADP1716具有一个跟踪引脚,并提供固定输出电压选项。所有设备都由启用引脚(EN)控制。

软启动功能(ADP1715)

对于需要受控启动的应用,ADP1715提供可编程软启动功能。可编程软启动有助于减少启动时的涌入电流,并提供电压排序。要实现软启动,将小型陶瓷电容器从SS连接到GND。启动时,1.2μa电流源为该电容器充电。ADP1715的启动输出电压受SS处的电压限制,提供了一个平滑的上升到额定输出电压的斜坡。软启动时间由:

其中:TSS是软启动期;VREF是0.8 V参考电压;CSS是从SS到GND的软启动电容;ISS是来自SS(1.2μA)的电流。

当禁用ADP1715(使用EN)时,软启动电容器通过内部100Ω电阻器放电至GND。

ADP1715可调版本和ADP1716没有用于软启动的引脚,因此功能切换到内部软启动电容器。这将软启动斜坡周期设置为约24μs。对于最坏情况下的5 V输出电压,使用建议的2.2μF输出电容器,产生的输入浪涌电流约为460毫安,小于最大500毫安负载电流。

可调输出电压(ADP1715可调)

ADP1715可调版本可以将其输出电压设置在0.8 V至5.0 V范围内。通过将电阻分压器从OUT连接到ADJ来设置输出电压。输出电压是用方程式计算的:

其中:R1是从OUT到ADJ的电阻;R2是从ADJ到GND的电阻;进入ADJ的最大偏置电流为100毫安,因此对于由于偏置电流引起的小于0.5%的误差,使用小于60 kΩ的值作为R2。

轨道模式(ADP1716)

ADP1716包括跟踪模式功能。如图29所示,如果施加在TRK引脚上的电压小于标称输出电压,则OUT等于TRK上的电压。否则,将超出其名义产值。

例如,考虑标称输出电压为3V的ADP1716。如果施加到其TRK引脚的电压大于3V,OUT将保持3V的标称输出电压。如果施加到TRK的电压降低到3V以下,OUT将跟踪该电压。OUT可以跟踪TRK引脚电压从标称值一直到0 V。从TRK到误差放大器输入端有一个分压器,其分压比等于从OUT到误差放大器的分压器。这将输出电压设置为等于跟踪电压。根据所需的输出电压,两个分压比都由封装后微调设置。

启用功能

ADP1715/ADP1716使用EN引脚在正常工作条件下启用和禁用OUT引脚。如图30所示,当EN上的上升电压超过激活阈值时,OUT开启。当EN上的下降电压超过非活动阈值时,OUT关闭。

可以看到,EN引脚内置了滞后。这可防止EN引脚在通过阈值点时因噪声而产生的开/关振荡。

EN-pin激活/非激活阈值来自输入电压。因此,这些阈值随输入电压的变化而变化。图31显示了当输入电压从2.5 V变化到5.5 V时的典型EN激活/非激活阈值。

应用程序信息

电容器选择

输出电容器

ADP1715/ADP1716设计用于小型、节省空间的陶瓷电容器,但只要注意有效串联电阻(ESR)值,它们将与最常用的电容器一起工作。输出电容的ESR影响LDO控制回路的稳定性。建议最小2.2μF电容,ESR小于等于500 mΩ,以确保ADP1715/ADP1716的稳定性。负载电流变化的瞬态响应也受输出电容的影响。采用较大的输出电容值可以提高ADP1715/ADP1716对负载电流变化的瞬态响应。图32和图33显示了2.2μF和22μF的输出电容值的瞬态响应。

输入旁路电容器

将2.2μF电容器从IN-pin连接到GND会降低电路对印刷电路板(PCB)布局的灵敏度,特别是当遇到长输入轨迹或高源阻抗时。如果需要大于2.2μF的输出电容,则应增加输入电容以与之匹配。

输入输出电容特性

任何高质量的陶瓷电容器都可以与ADP1715/ADP1716一起使用,只要它们满足最小电容和最大ESR要求。陶瓷电容器是由各种不同的电介质制成的,每一种介质在温度和外加电压下都有不同的行为。电容器必须有足够的电介质,以确保在必要的温度范围和直流偏压条件下的最小电容。建议使用额定电压为6.3 V或10 V的X5R或X7R电介质。不推荐使用Y5V和Z5U介质,因为它们的温度和直流偏压特性较差。

限流及热过载保护

ADP1715/ADP1716可防止因电流和热过载保护电路过度功耗而损坏。ADP1715/ADP1716在输出负载达到750毫安(典型)时被设计为电流限制。当输出负载超过750ma时,输出电压降低以保持恒定的电流限制。

包括热过载保护,将连接温度限制在最高150°C(典型)。在极端条件下(即高环境温度和高功耗),当结温开始升高到150°C以上时,输出被关闭,将输出电流减小到零。当结温降至135°C以下时,再次打开输出,输出电流恢复到其标称值。

考虑到从外到地发生硬短路的情况。首先ADP1715/ADP1716将电流限制,因此只有750毫安进入短路。如果结的自加热足以使其温度升高到150°C以上,热关机将激活,关闭输出并将输出电流降至零。当结温冷却并降至135°C以下时,输出开启并将750毫安传导至短路,再次导致结温上升至150°C以上。135°C至150°C之间的热振荡导致750毫安至0毫安之间的电流振荡,只要短路保持在输出端,电流振荡将持续。

电流和热极限保护旨在保护装置免受意外过载情况的影响。为了可靠运行,设备的功耗应受到外部限制,因此连接温度不超过125°C。

热因素

为确保可靠运行,ADP1715/ADP1716的结温不应超过125°C。为确保结温低于此最大值,用户 应了解导致结温变化的参数。这些参数包括环境温度、功率器件中的功耗以及结与环境空气之间的热阻(θJA)。θJA数取决于所使用的封装组件化合物以及封装的接地引脚焊接到PCB上的铜量。表5显示了不同PCB铜尺寸的8引线热增强MSOP封装的典型θJA值。

ADP1715/ADP1716的结温可由以下公式计算:

其中:TA是环境温度;PD是模具中的功耗,由:

其中:ILOAD是负载电流;IGND是接地电流;VIN和VOUT分别是输入和输出电压。

接地电流引起的功耗很小,可以忽略不计。因此,结温方程简化为:

如等式5所示,对于给定的环境温度、输入输出电压差和持续负载电流,PCB存在最小铜尺寸要求,以确保结温不会超过125°C。下图显示了不同环境温度下的结温计算结果,负载电流,车辆识别号与输出电压的差异,以及印刷电路板铜的面积。

印刷电路板布局注意事项

8导MSOP封装内部有四个接地引脚熔合在一起,增强了其热特性。通过将尽可能多的铜连接到ADP1715/ADP1716的四个接地引脚,可以增加封装的散热。从表5可以看出,最终达到收益递减点,超过该点,铜尺寸的增加不会产生额外的散热效益。

图46显示了ADP1715/ADP1716的典型布局。四个接地引脚连接到一个大的铜垫上。如果有第二层可用,则可以使用多个过孔来连接它们,从而增加整个铜区域。输入电容器应尽可能靠近输入和接地引脚。

输出电容器应尽可能靠近输出和接地引脚。应使用0603或0402大小的电容器和电阻器,以在面积有限的电路板上实现尽可能小的占地面积解决方案。

外形尺寸






















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