آی‌سی رگولاتور LP2985-33DBVRE4 خروجی 3.3V جریان 150mA

معرفی ای سی رگولاتور LP2985-33DBVRE4

در بسیاری از بردهای الکترونیکی یک منبع 5V، باتری یا ریل تغذیه بالاتر در اختیار داریم، اما بخشی از مدار باید با 3.3V دقیق و نسبتاً کم‌نویز کار کند. LP2985-33DBVRE4 برای همین کار طراحی شده است. ولتاژ ورودی را دریافت می‌کند و بدون نیاز به مقاومت تنظیم خروجی، مستقیماً یک ریل ثابت 3.3V ایجاد می‌کند.

مزیت اصلی استفاده از LDO در چنین نقطه‌ای، سادگی و نویز پایین است. برای مثال اگر خروجی یک مبدل DC-DC کمی Ripple داشته باشد، قرار دادن یک LDO مناسب پس از آن می‌تواند تغذیه تمیزتری برای بخش حساس مدار فراهم کند. البته این روش زمانی منطقی است که اختلاف ولتاژ ورودی و خروجی و جریان بار باعث تولید گرمای بیش‌ازحد نشود.

LP2985 همچنین یک پایه BYPASS دارد که با اتصال یک خازن 10nF به مرجع داخلی، نویز خروجی را تا حدود 30µVRMS کاهش می‌دهد. TI توصیه می‌کند برای این پایه از خازن سرامیکی یا Film با نشتی پایین استفاده شود

این قطعه چه کاری انجام می‌دهد؟

LP2985-33DBVRE4 وظیفه دارد ولتاژ DC ورودی را به یک 3.3V ثابت و کنترل‌شده تبدیل کند. برخلاف رگولاتورهای قابل تنظیم، ولتاژ خروجی این نسخه از داخل تراشه تعیین شده است؛ بنابراین برای تنظیم 3.3V نیازی به شبکه مقاومتی Feedback خارجی ندارید.

برای مثال اگر برد شما یک منبع 5V داشته باشد و یک سنسور، MCU یا مدار آنالوگ به 3.3V نیاز داشته باشد، LP2985 می‌تواند این ریل را ایجاد کند. مزیت آن نسبت به رگولاتور خطی قدیمی با Dropout بالا این است که برای حفظ 3.3V به اختلاف ولتاژ کمتری بین ورودی و خروجی نیاز دارد؛ Dropout نسخه Legacy در بار 150mA حدود 280mV Typical است.

بااین‌حال باید توجه داشت که LDO انرژی اضافی را به حرارت تبدیل می‌کند. برای نمونه تبدیل 5V به 3.3V در 150mA حدود 0.255 وات داخل رگولاتور تلف می‌کند. اگر ورودی خیلی بالاتر، مثلاً 12V باشد، استفاده از 150mA بار می‌تواند اتلاف حرارتی بسیار زیادی ایجاد کند؛ در چنین شرایطی معمولاً یک Buck Converter انتخاب مناسب‌تری است.

نحوه راه‌اندازی

راه‌اندازی LP2985-33DBVRE4 در ظاهر ساده است، اما انتخاب و جانمایی خازن‌ها روی پایداری آن تأثیر مستقیم دارد. ابتدا ورودی DC مناسب به پایه IN داده می‌شود و یک خازن حداقل 1µF باید در نزدیکی ورودی قرار گیرد. خروجی 3.3V از پایه OUT گرفته شده و برای نسخه Legacy حداقل 2.2µF خازن خروجی لازم است.

خازن خروجی را تا حد امکان نزدیک پایه OUT قرار دهید و مسیر برگشت آن را به زمین تمیز و کوتاه طراحی کنید. در نسخه Legacy، علاوه بر مقدار خازن، ESR خازن خروجی نیز بخشی از شرط پایداری مدار است؛ بنابراین در تعویض قطعه روی یک برد قدیمی نباید خازن خروجی را بدون بررسی صرفاً با هر MLCC دیگری جایگزین کرد. TI در دیتاشیت محدوده‌های پایداری ESR را به‌صورت نمودار ارائه کرده است.

اگر نویز پایین اهمیت دارد، یک خازن 10nF از پایه BYPASS به زمین اضافه می‌شود. برای روشن‌بودن دائمی رگولاتور نیز پایه ON/OFF به VIN متصل می‌شود. اگر میکروکنترلر باید تغذیه بخش موردنظر را کنترل کند، همین پایه را می‌توان با سیگنال منطقی کنترل کرد.

دانلود دیتاشیت ای سی رگولاتور LP2985-33DBVRE4

کاربردها

• تغذیه میکروکنترلرهای 3.3 ولتی: برای MCUهایی که جریان مصرفی آن‌ها در محدوده 150mA قرار دارد و به تغذیه پایدار نیاز دارند
• مدارهای سنسور و اندازه‌گیری: نویز پایین LDO برای سنسورها، ADCها و بخش‌های Analog Front-End که نسبت به Ripple تغذیه حساس‌اند مفید است
• Post-Regulator پس از مبدل DC-DC: می‌توان پس از یک Buck Converter از LP2985 برای ایجاد ریل 3.3V تمیزتر و کاهش بخشی از نویز منبع سوئیچینگ استفاده کرد.
• بردهای کنترل لوازم خانگی: TI از Washer/Dryer و Motor Drive Control Board در کاربردهای این خانواده نام می‌برد؛ در چنین سیستم‌هایی LDO می‌تواند ریل کم‌ولتاژ بخش منطقی یا سنسورها را تأمین کند.
• تجهیزات ارتباطی و RF کم‌مصرف: تغذیه کم‌نویز برای برخی مدارهای رادیویی، گیرنده‌ها و بخش‌های حساس ارتباطی کاربرد دارد.
• بردهای باتری‌خور: در شرایطی که ولتاژ باتری بالاتر از 3.3V است و جریان زیادی نیاز نیست، می‌توان یک ریل 3.3V ساده و کم‌نویز ایجاد کرد.
• تعمیر بردهای الکترونیکی: به دلیل خروجی ثابت 3.3V و پکیج SOT-23-5، این مدل در تعمیر بردهایی که دقیقاً با LP2985-33DBVRE4 طراحی شده‌اند نیز کاربرد دارد.

مزایا

• خروجی ثابت 3.3V: نیازی به مقاومت‌های تنظیم ولتاژ ندارد و مدار خارجی ساده‌تر می‌شود
• جریان تا 150mA: برای بسیاری از میکروکنترلرها، سنسورها و مدارهای کم‌مصرف کافی است.
• Dropout پایین: امکان تولید 3.3V با اختلاف نسبتاً کم میان VIN و VOUT را فراهم می‌کند.
• نویز خروجی پایین: با خازن 10nF روی پایه BYPASS، نویز خروجی حدود 30µVRMS اعلام شده است
• پایه Enable مستقل: می‌توان ریل 3.3V را توسط میکروکنترلر یا مدار Power Management خاموش و روشن کرد
• حفاظت داخلی: محدودکننده جریان و Thermal Protection از آسیب قطعه در برخی شرایط اضافه‌بار و افزایش دما جلوگیری می‌کنند.
• پکیج کوچک SOT-23-5: برای بردهایی که فضای PCB محدود دارند مناسب است.
• ورودی تا 16V: از نظر محدوده ولتاژ ورودی انعطاف خوبی دارد؛ البته امکان اعمال 16V به معنی امکان گرفتن 150mA در همه شرایط نیست و محدودیت حرارتی باید محاسبه شود.

سوالات متداول

جمع‌بندی

LP2985-33DBVRE4 یک رگولاتور LDO ثابت 3.3V / 150mA از Texas Instruments در پکیج کوچک SOT-23-5 است که برای ایجاد تغذیه تمیز و پایدار در مدارهای کم‌مصرف طراحی شده است. قابلیت Shutdown، پایه Bypass برای کاهش نویز و حفاظت‌های داخلی باعث می‌شوند استفاده از آن در تغذیه سنسورها، میکروکنترلرها، مدارهای آنالوگ و بخش‌های حساس یک برد ساده باشد.

در انتخاب این قطعه باید دو موضوع را جدی گرفت: نخست اینکه LP2985-33DBVRE4 نسخه Legacy خانواده است و نباید مشخصات نسخه‌های جدید M3 را مستقیماً به آن نسبت داد؛ دوم اینکه LDO بودن قطعه به معنی تبدیل اختلاف ولتاژ به گرماست. بنابراین اگر VIN خیلی بالاتر از 3.3V یا جریان بار نزدیک 150mA است، محاسبه حرارتی قبل از استفاده ضروری است.

توضیحات تکمیلی

وجود پایه ON/OFF برای کنترل روشن و خاموش‌شدن خروجی و پایه BYPASS برای کاهش نویز نیز باعث شده LP2985 برای تغذیه مدارهای آنالوگ، سنسورها، میکروکنترلرهای کم‌مصرف و بخش‌های حساس یک برد کاربردی باشد