‌德州仪器TPS74901-Q1汽车级LDO稳压器技术解析与应用指南

Texas Instruments TPS74901低压差 (LDO) 线性稳压器可面向多种应用提供易于使用的稳健型电源管理解决方案。用户可编程软启动可最大限度地减少输入电源的压力，减少了启动时的电容涌流。软启动是单调器件，设计用于为多种特定应用的集成电路 (ASIC) 和处理器供电。使能输入和电源良好输出可通过外部稳压器实现轻松排序。借助这一灵活性，解决方案经过配置可满足数字信号处理器 (DSP)、现场可编程门阵列 (FPGA) 和其他具有特殊启动要求的应用的排序要求。

数据手册：*附件：Texas Instruments TPS74901低压差 (LDO) 线性稳压器数据手册.pdf

高精度的参考和误差放大器可在整个负载、线路、温度和过程范围内提供2%精度。该器件在使用任何≥2.2µF的电容器时都能保持稳定，在-40°C至+125°C范围内完全符合规定。Texas Instruments TPS74901采用小型（3mm×3mm）VSON封装和小型（5mm×5mm）VQFN封装，整体解决方案尺寸非常紧凑。该设备还提供DDPAK-7封装。

特性

• 0.8V至3.6V VOUT 范围
• 0.8V至5.5V超低VIN 范围
• 2.7V至5.5V VBIAS 范围
• 低压差：120 mV（典型值，3 A时）
• 电源良好 (PG) 输出实现电源监控或者为其他电源提供排序信号
• 整个线路、负载和温度范围内的精度：2%
• 可调整启动浪涌控制
• VBIAS 允许低VIN 运行，瞬态响应良好
• 使用任何 ≥ 2.2µF的输出电容时均保持稳定
• 封装
  • 小型3mm × 3mm × 1mm VSON
  • 5mm × 5mm × 1mm VQFN和DDPAK-7
• 有源高使能

功能框图

‌德州仪器TPS74901-Q1汽车级LDO稳压器技术解析与应用指南

一、核心特性概述

TPS74901-Q1是德州仪器推出的汽车级低压差线性稳压器，专为高可靠性应用设计，具有以下突出特性：

• ‌宽输入范围‌：0.8V至5.5V超低输入电压，适配新一代低功耗处理器
• ‌大电流输出‌：3A持续输出电流，峰值电流达4.6A
• ‌精密调节‌：
  • 输出电压范围0.8V-3.6V（可调）
  • 新版本芯片精度±0.5%（全温度范围）
• ‌智能保护‌：
  • 270ns过流响应
  • 150℃过温保护
  • 电源良好(PG)监控输出
• ‌汽车级认证‌：AEC-Q100 Grade 1认证（-40℃至+125℃）

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二、关键技术创新

1. 双电源架构设计

• ‌VBIAS独立偏置‌：2.7-5.5V辅助供电，支持输入电压低至0.8V
• ‌超低压差‌：
  • 120mV@3A（VIN压差）
  • 1.45V@3A（VBIAS压差）

2. 可编程软启动

• ‌线性斜坡控制‌：通过CSS电容设置启动时间（0.1ms-15ms）
• ‌充电电流补偿‌：440nA典型充电电流（带温度补偿）

3. 先进封装技术

封装类型	尺寸(mm)	热阻(θJA)
VQFN-20	5×5×1	38.1°C/W
VSON-10	3×3×1	48.1°C/W
DDPAK-7	8.89×10.1	33.8°C/W

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三、典型应用设计

1. 汽车电子电源方案

• ‌参数计算‌：
  • 输出电压：VOUT = 0.8×(1 + R1/R2)
  • 软启动时间：tSS = (0.8×CSS)/ISS
• ‌推荐配置‌：
  • CIN≥1μF, COUT≥2.2μF（陶瓷电容）
  • CSS=1nF时噪声低至30μVRMS

2. 热管理设计

• ‌功耗估算‌：PD = (VIN - VOUT) × IOUT
• ‌布局要点‌：
  • 输入/输出电容就近放置
  • 热焊盘需连接≥12个0.3mm过孔
  • ΨJT=0.7°C/W（VQFN封装）

3. 故障保护实现

• ‌过流保护‌：内部限制3.9-5.5A
• ‌时序控制‌：EN引脚支持RC延迟电路（见图7-3）
• ‌PG监控‌：开漏输出需10kΩ-1MΩ上拉

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四、性能对比

参数	TPS74901-Q1	常规LDO	优势
最低输入电压	0.8V	1.8V	支持超低压差应用
压差@3A	120mV	300mV	效率提升60%
软启动精度	±1%	±5%	时序控制更精确

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五、行业应用

1. ‌新能源汽车‌
   • 车载信息娱乐系统
   • ADAS传感器供电
2. ‌工业控制‌
   • PLC模块核心供电
   • 伺服驱动器偏置电源