TPS748低压差(LDO)线性稳压器技术解析与应用指南

描述

Texas Instruments TPS748低压差 (LDO) 线性稳压器为各种应用提供简单易用、稳健可靠的电源管理解决方案。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。软启动为单调设计,适合用于为多种不同类型的处理器和应用特定的集成电路 (ASIC) 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。凭借全方位的灵活性,可为现场可编程门阵列 (FPGA)、数字信号处理器 (DSP) 等具有特殊启动要求的应用配置可满足其时序要求的解决方案。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPS748低压差 (LDO) 线性稳压器数据手册.pdf

精密基准和误差放大器可在负载、线路、温度和工艺条件下提供2%精度。该器件在使用任何大于或等于2.2µF电容器时都能保持稳定,并完全符合TJ = -40°C至+125°C的规定。Texas Instruments TPS748采用小型3 mm × 3 mm VSON-10封装,实现高度紧凑的整体解决方案尺寸。该器件还采用5mm×5mm VQFN-20封装,与TPS744兼容。

特性

  • 0.8V至3.6V VOUT 范围
  • 0.8V至5.5V超低VIN 范围
  • VBIAS 范围2.7V至5.5V
  • 低压差
  • 60mV,通常在1.5A、VBIAS = 5V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%
  • 可编程软启动提供线性电压启动
  • 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
  • 采用小型3mm × 3mm × 1mm VSON-10和5mm × 5mm VQFN-20封装

功能框图

低压差

TPS748低压差(LDO)线性稳压器技术解析与应用指南

产品概述

TPS748是德州仪器(TI)推出的1.5A输出电流低压差线性稳压器(LDO),具有可编程软启动功能。该器件采用创新的NMOS拓扑结构,具有以下核心特性:

  • 超宽输入电压范围‌:0.8V至5.5V
  • 输出电压范围‌:0.8V至3.6V(可调)
  • 极低压差‌:典型值60mV@1.5A(VBIAS=5V)
  • 高精度输出‌:新芯片精度达±1%(全温范围)
  • 集成保护功能‌:短路限流、热关断
  • 多种封装选择‌:3mm×3mm VSON-10和5mm×5mm VQFN-20

关键电气特性

绝对最大额定值

参数最小值最大值单位
输入电压-0.36.0V
工作结温-40150°C
存储温度-55150°C

典型性能参数

  • 静态电流‌:3.8mA(典型值)
  • 关断电流‌:0.85μA(新芯片)
  • 纹波抑制比(PSRR) ‌:
    • 1kHz时60dB(VIN至VOUT)
    • 300kHz时50dB(VBIAS至VOUT)
  • 输出噪声‌:25μVrms×VOUT(100Hz至100kHz)

应用设计指南

. 关键元件选型

电阻分压网络‌:

  • R2推荐值≤4.99kΩ(保证精度)
  • 常见输出电压配置:
    • 1.2V:R1=4.12kΩ, R2=4.75kΩ
    • 1.5V:R1=4.12kΩ, R2=4.75kΩ
    • 3.3V:R1=3.57kΩ, R2=1.15kΩ

电容选择‌:

  • 输入电容:≥1μF(X5R/X7R)
  • 输出电容:≥2.2μF(任意类型)
  • 软启动电容:1nF(典型1ms启动时间)

核心功能解析

1. 可编程软启动

通过外部电容CSS实现:

  • 启动时间公式:tSS = (VREF×CSS)/ISS
    • 其中VREF=0.8V,ISS=530nA(新芯片)
  • 最大推荐值15nF
  • 典型配置:
    • 1nF → 1.5ms
    • 10nF → 15ms

2. 双电源架构

  • VIN‌:主电源输入(0.8-5.5V)
  • VBIAS‌:偏置电源(2.7-5.5V)
    • 当VIN < VOUT+1.62V时必须使用
    • 提供栅极驱动电压,改善低压差性能

3. 保护功能

  • 过流保护‌:3.35A(典型值)
  • 热关断‌:165°C触发,140°C恢复
  • 电源良好(PG)监测‌:
    • 开漏输出,需外接上拉电阻
    • 阈值:90%VOUT(典型值)

热设计指南

1. 功率计算

PD = (VIN - VOUT) × IOUT

2. 热阻参数

封装RθJA(°C/W)RθJC(top)(°C/W)ψJT(°C/W)
VSON-1044.250.30.7
VQFN-2035.633.30.4

3. 布局建议

  • 在器件下方设置散热过孔阵列
  • 保持输入/输出电容靠近引脚
  • 反馈电阻网络应靠近负载放置

行业应用方案

1. 网络存储设备

  • 为FPGA I/O供电(1.2V/1.5V)
  • 利用低噪声特性为PLL供电
  • 典型配置:
    • VIN=1.8V, VBIAS=5V
    • 效率达83%

2. 工业传感器

  • 4-20mA环路供电转换
  • 支持-40°C至125°C工作温度
  • 利用PG信号实现电源序列控制

3. 服务器电源

  • 为ASIC提供多路低压电源
  • 通过EN引脚实现时序控制
  • 典型配置:
    • VIN=3.3V, VOUT=1.8V
    • COUT=47μF(低ESR)

新旧版本对比

特性老款芯片新款芯片
精度±2%±1%
静态电流1μA(典型)0.85μA
软启动电流440nA530nA
ESD防护1kV HBM2kV HBM
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