单片机用低压差稳压器

时间:2008-12-04

  近年来以单片机为的便携式电子产品越来越多。为延长电池的使用寿命(或充电时间的间隔),要 求稳压电源的压差(输人电压与输出电压之差)小、功耗小(静态电流小),并且要求在电池电压降落到 一定程度时,稳压器输出电压可降到门限电压,这样就能输出一个电池低电压信号(或称欠压信号),令 单片机复位。TPS73系列就是为这一要求开发的有复位功能的低压差稳压器。

  1,TPS73系列的基本特点

  TPS73系列有3.3V,4.85V和5V固定电压输出及输出为1.2~9.75V可设定输出电压等4个品种,输出 电流可达500mA。

  该系列主要特点有:

  ①输出电压高(20%);

  ②输出噪声低(2μA);

  ③压差低,在输出为100mA时,压差为35mV(TPS7350);

  ④静态电流小,典型值为340μA(与负载电流大小有关);

  ⑤有关闭电源控制端,在关闭电源状态时,耗电仅为0.5μA;

  ⑥内部有监视输出电压电路,降到门限电压时,RESET端输出低电平复位信号(当输入电压上升时,使输 出电压上升到门限电压时,有200ms的延迟后,输出正常电压);

  ⑦内部有过流限制及过热保护。

  2.封装与引脚功能

  TPS7350有SO-8封装及DIP-8封装,其引脚排列如图1所示,各引脚功能见表1。

                                                                                   表1 TPS7350各引脚的功能
                                       

     *SENSE用于固定输出,FB用于可调输出
         图1 TPS7350的引脚排列

  3.TPS7350系列的典型应用电路

  TPS7350的典型应用电路如图2所示。这是一种不使用关闭电源控制的电路,故其②脚接地(低电平)。 下面主要介绍输人电容c,及输出电容C。的选择。

图2  TPS7350的典型应用电路  输人电容C1选择:当输人端离电池较近时,输人电容C1可以省略;当距离大于几英寸(1英寸=2.54cm) 时,可接0.047~0.1μF陶瓷旁路电容,它可以改进负载的瞬态响应;如负载电流较大时,则应采用大容 量的电解电容器。

  图2  TPS7350的典型应用电路

  输出电容Co要求大于10μF,并且要求等效串联电阻(ESR)小于1.2Ω,若ESR较大时,则需要再并联一 个陶瓷电容(若小于200mA输出时,用小于0.2μF的;500mA输出时,可采用1μF的)。必须指出的是,输 出电容Co的ESR过大时,会产生错误的复位信号。例如,使用ESR大于7Ω的输出电容时,快于5μs的负载 瞬变可能会产生错误复位信号。建议采用优质钽电容。

  带有关闭电源控制的电路如图3所示。其中图(a)是外加高电平时,电源工作;加低电平时电源被关闭 。图(b)是加低电平时电源工作;加高电平时电源关闭。图(c)是手动控制,按下按钮时,电源关闭。

  4.TPS7301的典型应用电路

  TPS73系列中的TPS7301是可调输出的稳压器,输人电压为10V,输出电压为1.2~9.75V可调,其他性能与 固定输出电压器件相同。

  TPS7301的典型应用电路如图4所示。它与固定输出型不同之处在于需要外设两个


图3 带有关闭电源控制的电路

  确定输出电压的电阻R1和R2。输出电压Uo与R1,R2的关系为

  式中,Uref为器件内部的基准电压,典型值为l.182V。

  R1及R2的选择与输出有关,它们的选择使分压器电流近似等于7μA.推荐的R2的数值为169kΩ(实 际使用时可采用170kΩ),而R1的值则根据要求输出的电压Uo来计算,即R1=(UO/Uref=1)R2,因为FB端 (输出电压检测端)有漏电流存在,所以应避免采用较大的R1和R2值,以免引起较大误差。

  在实际使用中,R2可采用170kΩ电阻,而R1可采用相应的电位器来代替-可在一定范围调整满足输出电 压的要求,如图5所示。图中R,用500kΩ的多圈电位器代替时,可获得2~4.5V连续可调的输出电压。

                    
 图4 TPS7301的典型应用电路                                                                      图5 用电位器代替R1的电路

  在使用中,若找不到ESR值小于1.2Ω的固态钽电容时,可选择耐压较高的(如25~35V)电容,耐压高的 电容其ESR较小。另外,可采用几只钽电容并联的方式来降低ESR。

  连续可调输出的电路,若输入电压U1较高,输出电压Uo较低时,会增大稳压器的功耗。在自然通风条件 下,贴片式SD封装的功耗额定值为725mW(TA=25℃);DIP封装的为1l75mW(TA=25℃)。必要时采用散热器或通风方式,以防止器件超过功耗极限。如果器件的温度超过 165℃,热保护电路会将电源切断,直到器件冷却下来稳压器才恢复工作。这一点在使用时要注意,即在 选择输入电压时要考虑功耗问题。

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