TPS74701 500mA低压差线性稳压器(LDO)技术解析与应用指南

描述

Texas Instruments TPS74701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 TPS74701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。该器件在使用大于或等于2.2µF的任何类型电容器时都能保持稳定运行,并具有-40°C至+125°C的额定温度范围。Texas Instruments TPS74701采用小型3mm × 3mm VSON-10封装,可与TPS74801兼容。

特性

  • VOUT 范围:0.8V至3.6V
  • 超低VIN 范围:0.8V至5.5V
  • VBIAS 范围:2.7V至5.5V
  • 低压差
  • 电源正常(PG)输出支持电源监控或为其他电源提供排序信号
  • 500mA、VBIAS = 5V时的典型值为50mV
  • 精度对线,负载以及温度:2%
  • 可编程软启动提供线性电压启动
  • VBIAS 支持低VIN运行,具有良好的瞬态响应
  • 与≥2.2µF的任何输出电容器一起工作时均可保持稳定
  • 采用小型3mm × 3mm × 1mm 10引脚封装

功能框图

线性稳压器

TPS74701 500mA低压差线性稳压器(LDO)技术解析与应用指南

产品概述

TPS74701是德州仪器(TI)推出的500mA输出电流低压差线性稳压器,具有可编程软启动功能。该器件采用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‌:50mV典型值@500mA(VBIAS=5V)
  • 高精度输出‌:±2%精度(全温范围)
  • 集成保护功能‌:短路限流、热关断
  • 紧凑封装‌:3mm×3mm VSON-10

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‌:1μA(关断模式)
  • 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)

核心技术创新

1. 双电源架构设计

  • 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

2. 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=440nA
  • 最大推荐值15nF
  • 典型配置:
    • 560pF → 1ms
    • 5.6nF → 10ms

3. 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)
  • 可用于电源序列控制

行业解决方案

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信号实现故障监测

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)

热设计指南

1. 功率计算

PD = (VIN - VOUT) × IOUT

2. 封装热阻

  • RθJA:41.5°C/W(VSON-10)
  • RθJC(top):47.2°C/W

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
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