NE_14_2007.pdf

СОДЕРЖАНИЕ

№14 (40), 2007 г.

КОМПОНЕНТЫ

Информационно-технический

журнал.

АНАЛОГОВЫЕ МИКРОСХЕМЫ

TPS74x01 – семейство LDO-стабилизаторов с низким падением

напряжения (Texas Instruments)

Дмитрий Цветков ..............................................................................3

Учредитель – ЗАО «КОМПЭЛ»

Издается с 2005 г.

Понижающие DC/DC-преобразователи Texas Instruments

со встроенным ключом

Дмитрий Цветков ..............................................................................7

Свидетельство о регистрации:

ПИ № ФС77-19835

ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ

Новые DC/DC-преобразователи универсального применения

в SMD-корпусах компании Peak

Сергей Кривандин ...........................................................................10

Редактор:

Геннадий Каневский

vesti@compel.ru

Помощник редактора:

Анна Кузьмина

ДАТЧИКИ

Датчики на эффекте Холла компании Honeywell

Андрей Еманов ................................................................................12

Редакционная коллегия:

Юрий Гончаров

Алексей Гуторов

Игорь Зайцев

Евгений Звонарев

Сергей Кривандин

Александр Райхман

Борис Рудяк

Игорь Таранков

Илья Фурман

БЕСПРОВОДНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Обзор плат расширения для GSM-модема Fastrack Supreme

(Wavecom)

Олег Пушкарев ....................................................................................15

ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

СХЕМОТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ

Использование микроконтроллера MSP430F2012

в малопотребляющем датчике дыма (Texas Instruments)

Алексей Пантелейчук ......................................................................18

Дизайн, графика, верстка:

Елена Георгадзе

Владимир Писанко

Евгений Торочков

ПРИМЕНЕНИЕ

Распространение:

Анна Кузьмина

Разработка системы с беспроводной передачей данных

для мониторинга областного газового хозяйства (Wavecom)

Евгений Погибелев ..........................................................................22

Электронная подписка:

www.compel.ru/subscribe

СРЕДСТВА РАЗРАБОТКИ

Отпечатано:

«Гран При»

г. Рыбинск

Лабораторные комплексы для разработчиков и учебных

заведений (Терраэлектроника)

Андрей Панисько .............................................................................27

Тираж – 1500 экз.

ИСТОРИЯ И СОВРЕМЕННОСТЬ

Подписано в печать:

27 сентября 2007 г.

СТРАНИЦА ГЕОРГИЯ КЕЛЛА

Магические числа электроники: 702, 709, 741 .............................29

ВОПРОСЫ ЧИТАТЕЛЕЙ .........................................................................31

НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ №14, 2007

ОТ РЕДАКТОРА

Уважаемые

читатели!

проводящуюся уже в пятнадцатый

раз «Охрану и безопасность» (с 6

по 9 ноября) и «РадЭл – экспо: ра-

диоэлектроника и приборостроение»

(с 20 по 23 ноября). На первой из

этих петербургских выставок мы

планируем представить журнал «Но-

вости электроники» читателям Севе-

ро-западного региона и приглаша-

ем всех заинтересованных на стенд

«Компэл-СПб».

В середине ноября (числа уточ-

няются) в Ижевске Компэл и его

региональный представитель ком-

пания Элком проводят совместный

семинар по теме беспроводной связи

(GSM/GPS).

Украинское представительство

Компэла примет участие в киевской

выставке «Мир электроники» с 5 по

8 ноября.

Надеюсь, эта информация позво-

лит вам, уважаемые читатели, спла-

нировать посещение выставок и се-

минаров до конца года, а редакции

журнала – встретиться с вами на не-

которых из упомянутых мероприя-

тий.

Как всегда, ждем ваших писем.

Сезон летних от-

пусков, который

у многих продол-

жался еще и в

сентябре, закон-

чен. Наступает

осень – традиционное время новых

проектов, новых замыслов, новых

идей. Мировые производители элек-

тронных компонентов и их дистри-

бьюторы знают об этом – именно

осенью официально открывается но-

вый сезон выставок, конференций и

семинаров.

Какие подарки подобного рода

ожидают разработчиков в этом сезо-

не?

Все начнется с традиционного

осеннего смотра новинок и места де-

ловых встреч – международной вы-

ставки «Чип Экспо 2007», которая

пройдет в московском Экспоцентре

с 3 по 5 октября. Когда вы будете

держать в руках этот номер журна-

ла, «Чип Экспо» уже закончится, но

зато в том же Экспоцентре 17 ок-

тября откроется выставка «Датчики

и измерения», а в расположенном

по соседству Центре международ-

ной торговли 24 октября – ставший

уже традиционным форум «Силовая

электроника-2007».

Северная столица примет две,

также традиционные, выставки:

С уважением,

Геннадий Каневский

АНАЛОГОВЫЕ МИКРОСХЕМЫ

Дмитрий Цветков

TPS74X01 – СЕМЕЙСТВО

LDO-СТАБИЛИЗАТОРОВ

С НИЗКИМ ПАДЕНИЕМ

НАПРЯЖЕНИЯ

Texas Instrument приобрела

компанию Integrated Circuit

Designs

Компания Texas Instruments сооб-

щила о приобретении частной ком-

пании Integrated Circuit Designs

(ICD), которая специализирует-

ся на разработке радиочастотных

(РЧ) интегральных схем (ИС).

Объединение опыта проектирова-

ния ICD с обширной номенклату-

рой высококачественных микро-

контроллеров с возможностями

аналоговой обработки и малым

потреблением усилит позиции TI,

как поставщика экономичных ра-

диочастотных решений для про-

мышленных, коммерческих и пот-

ребительских изделий.

Это приобретение, как и предшес-

твующее приобретение Chipcon –

лидирующего поставщика эконо-

мичных РЧ-трансиверов короткого

радиуса действия для ZigBee-сов-

местимых систем беспроводной

связи, является очередным шагом

в осуществлении стратегии TI по

расширению номенклатуры эко-

номичных РЧ ИС.

«В условиях быстрого возраста-

ния требований к промышлен-

ным, коммерческим системам и

системам бытовой автоматики,

а также с увеличением масшта-

бов применения беспроводных

технологий связи короткого ра-

диуса действия, очень важной

задачей для TI является предо-

ставление широкой номенклату-

ры современнных радиочастот-

ных устройств. Используя опыт

проектирования ICD, мы смо-

жем расширить номенклатуру ИС

для систем беспроводной связи

и предлолжить нашим клиентам

множество новых законченных

решений», – сказал менеджер на-

правления прецизионных анало-

говых компонентов компании TI

Дэвид Джонс.

ICD была основана в 1995 году для

предоставления консалтинговых

услуг в области проектирования

аналоговых ИС и ИС со смешан-

ными сигналами. ICD основана в

Элликот-Сити штата Мэриленд и

имеет штат из 16 сотрудников. Ус-

ловия сделки не раскрываются.

Новое семейство LDO-стабилизаторов Texas Instruments

TPS74x01 отличается от предшественников самым высоким вы-

ходным током – до 3 А, самым широким диапазоном регулируемого

выходного напряжения – от 0,8 до 5,5 В, самым низким падением

напряжения – от 30 мВ. Все это делает его идеальной заменой для

понижающих DC/DC-преобразователей, в частности, при питании

DSP-контроллеров и программируемых матриц.

Введение

У классических линейных ста-

билизаторов требуемая минималь-

ная разница между входным и

выходным напряжением обычно

составляет не менее 1,5...2,5 В.

Этот порог напрямую влияет на

КПД преобразователя. Напри-

мер, для нормальной работы по-

пулярного 5 В-стабилизатора 7805

(КР142ЕН5А) требуется, чтобы

напряжение на его входе не опус-

калось ниже 7,5 В. Т.е. разница

между входным и выходным на-

пряжением была не менее 2,5 В.

Это напряжение фактически «те-

ряется» впустую в виде рассеи-

вания бесполезной мощности на

самом стабилизаторе. Поэтому с

целью снижения таких потерь в

свое время были разработаны ли-

нейные стабилизаторы с низким

падением напряжения – Linear

LDO (Low Dropout) Regulator.

Дальнейшее повышение экономич-

ности обеспечивается снижением

тока потребления самого стабили-

затора.

Среди большого числа произ-

водителей LDO-стабилизаторов

компания Texas Instruments вы-

деляется весьма обширным пере-

чнем изделий этого вида: около

700 наименований (рис. 1). Сре-

ди них большую часть (около 600

наименований) занимают однока-

нальные стабилизаторы, а список

наименований двухканальных ста-

билизаторов достигает 70. Осталь-

ную часть этого перечня занимают

контроллеры LDO-стабилизаторов

высокой мощности (в предлагае-

мой статье они не рассматривают-

ся). На сегодняшний момент инже-

нерам компании Texas Instruments

удалось достичь минимальной раз-

ницы между входным и выходным

напряжением LDO-стабилизатора

в 30 мВ при сохранении высокого

выходного тока до 3 А.

Весь список одноканальных

стабилизаторов условно можно

разделить на четыре группы:

• фиксированное выходное на-

пряжение (Fixed) – около 330 на-

именований;

• регулируемое выходное на-

пряжение (Adjustable) – около 80

наименований;

• программируемые стабилиза-

торы со встроенной EEPROM-па-

мятью – около 50 наименований;

• вход включения/выключе-

ния с активным низким уровнем –

около 200 наименований.

Список двухканальных стаби-

лизаторов условно можно разде-

лить на шесть групп:

• фиксированное выходное на-

пряжение (Fixed) – 18 наименова-

ний;

• регулируемое выходное на-

пряжение (Adjustable) – 12 на-

именований;

НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ №14, 2007

АНАЛОГОВЫЕ МИКРОСХЕМЫ

Рис. 1. LDO-стабилизаторы компании Texas Instruments

• вход включения/выключе-

ния с активным низким уровнем –

38 наименований;

• цепь плавного запуска – 19

наименований;

• низкий уровень собственного

выходного шума – 46 наименова-

ний;

• выход PG (Power Good) – 30

наименований.

лизаторе зачастую было сравнимо

с выходным напряжением, а иног-

да и превышало его. Это отрица-

тельно влияло на экономичность и

надежность устройства.

Мощные линейные стабили-

заторы с высоким выходным то-

ком более 1 А в большинстве

своем строятся на основе p-ка-

нального полевого транзисто-

ра (p-MOSFET), что накладыва-

ет ограничение на минимальную

разницу между входным и вы-

ходным напряжением: эта разни-

ца должна составлять 2,5...2,7 В.

Это обусловлено относительно

высоким сопротивлением канала

R СИ транзистора. В связи с этим

высокая рассеиваемая мощность

на самом транзисторе уже не

позволяет размещать его внутри

компактного кристалла с сохра-

нением прежней надежности ста-

билизатора.

В то же время n-канальные по-

левые транзисторы (n-MOSFET)

имеют намного меньшее сопро-

тивление канала, чем p-канальные

полевые транзисторы, при том же

рабочем токе I СИ . Однако приме-

нение таких транзисторов связано

с другой проблемой: для нормаль-

ной работы n-канального полевого

транзистора в составе линейного

стабилизатора необходимо, что-

бы напряжение U ЗИ было не ме-

нее 1 В. Этот факт стал причиной

разработки и появления нового

Семейство TPS74x01

Долгие годы применение ли-

нейных стабилизаторов с высо-

ким выходным током более 1 А

и низким выходным напряжени-

ем было накладно по той простой

причине, что минимальное паде-

ние напряжения на таком стаби-

НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ №14, 2007

АНАЛОГОВЫЕ МИКРОСХЕМЫ

семейства TPS74x01 – LDO-ста-

билизаторов с двойным питанием

на основе n-канального полевого

транзистора.

Как было сказано выше, для

нормальной работы TPS74x01 не-

обходимы два источника положи-

тельного питания (рис. 2): BIAS –

слаботочный, предназначенный

для работы в качестве опорного

источника, управляющего встро-

енным силовым n-MOSFET тран-

зистором, и IN – основной регу-

лируемый источник. Поскольку

питание внутренней схемы ста-

билизатора осуществляется от

BIAS-источника, напряжение ко-

торого как минимум на 1 В выше

регулируемого напряжения IN,

то становится возможной работа

стабилизатора при очень низком

входном напряжении от 0,8 В.

Необходимо отметить, что это ми-

нимальное входное напряжение

ограничено только выходным на-

пряжением и падением напряже-

ния на встроенном силовом тран-

зисторе.

Например, очевидна выгода

применения стабилизатора из се-

мейства TPS74x01 в паре с микро-

схемой FPGA с напряжением пи-

тания 1,2 В и потребляемым током

до 3 А. В этом случае на стабили-

заторе будет рассеиваться не бо-

лее 0,9 Вт, что позволяет достиг-

нуть КПД в 80% (при основном

входном напряжении IN = 1,5 В

и опорном BIAS = 3,3 В). Разуме-

ется, LDO-стабилизатор TPS74x01

может быть использован и в качес-

тве обычного линейного стабили-

затора: для этого достаточно на

оба входа IN и BIAS подать общее

напряжение питания, что, конечно

же, лишает его основного преиму-

щества как стабилизатора со сверх-

низким падением напряжения.

Рис. 2. Структурная схема LDO-стабилизаторов семейства TPS74x01

Рис. 3. Осциллограммы переходных процессов напряжения на выходе стабилизатора TPS74x01

в зависимости от емкости выходного конденсатора

Таблица 1. Основные параметры LDO-стабилизаторов семейства TPS74x01

Наименование I ВЫХ , А U ПАД , мВ I ПОТР , мА

U ВХ , В

U ВЫХ , В

Точность,

C ВЫХ МИН ,

мкФ

Корпус

Мин. Макс. Мин. Макс.

TPS74001

0,5

1,0

3,6

1,5

10SON

TPS74101

TPS74201

1,5

TPS74301

TPS74401

3,0

0,8 5,5 0,8

3,5

1,0

20QFN, 7DDPAK

3,0

115

TPS74801

1,5

1,0

3,6

2,0

2,2

10SON, 20QFN

TPS74901

3,0

120

3,0

3,5

20QFN, 7DDPAK

НОВОСТИ ЭЛЕКТРОНИКИ №14, 2007

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: