超低压差LDO-TPS7333调试记录

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● 原文作者: 戴晓天 @ 云飞机器人实验室
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我在一个低功耗项目中需要使用单节锂电池对设备进行供电,锂电池的供电电压为3.6–4.2V,最坏情况下只有3.5V左右,而系统所需电压是3.3V,电压差只有0.3V。如果使用普通的LDO芯片,压差至少在0.8V以上,这时还需先通过DC-DC进行升压,再由LDO降压,增加了电路的复杂性,同时占用了大量PCB空间。经过多方寻找,发现了TPS7333这款超低压LDO,效果颇为满意,特将调试过程记录在此。

一、芯片介绍

TPS7333是TI公司的一款超低压差LDO,该芯片属于TPS73XX系列,后两位序号XX表示该芯片的输出电压值。如TPS7333表示3.3V,TPS7348表示4.85V,TPS7350表示5.0V,该系列还有一个输出电压可调的版本,后缀为01。

该芯片的主要特色如下:

可见其主要特点就是超低压差(35mV @ 100mA),带复位输出,静态电流低。

该芯片共有8pin,其引脚定义如下:

其中,N_EN为使能端,低电平有效。N_RESET为复位输出端,SENSE为反馈端,对于可调输出版本需要连接设定电阻,对于固定输出只要直接连接OUT。

其典型应用电路如下:

注意输出端电容,为了使系统稳定,需要保证CSR在1欧姆左右。在使用小容量的钽电容时,因为ESR低,系统不易稳定,这时可通过串接0.7欧姆左右的电阻解决。但是如果电容的值比较大(10uF以上),只要保证ESR在0.1欧姆以上,就不会出现问题。

该芯片的输出特性曲线如下,可见其压差极低,在500mA时只有0.225V的压降。

二、硬件连接

硬件按照典型电路连接,RESET未接,输出电容使用4.7uF电解电容。电路在面包板上搭的:

三、测试数据

1、电路检查后上电,输入电压5.0V。

空载输出电压3.31V,带负载3.29V

负载为小灯泡,负载电流460mA(1.5W)

芯片发热比较严重,功率核算850mW,因为没有散热手段,功率也比较大,认为是正常发热。

2、输入电压3.6V

空载输出电压3.30V,带负载后降为3.27V。这是本系统的极限情况,可见此时电压仍能接受:3.27V,并且实际负载不会这么重。

3、输入电压3.5V

空载输出电压3.30V,带负载后3.22V,此时已不能满足要求。所以检测到系统电压小于3.6时,将不能继续工作。但是此处我测试用的负载较重(约450mA),如果实际使用时的负载不大,那应该还是可以满足需要的。

四、实验结论

经实验,该芯片可以满足系统要求,但是散热问题比较突出,并且这款芯片在封装上没有底部的散热片,可使用导热硅脂+大面积覆铜解决。

最大功率核算:

PD(Total)  =  (VI – VO) * IO + VI * IQ

= (4.2V – 3.3V) * 500mA + 4.2V * 300uA

=  450mW

本文由云飞机器人实验室 (www.yfworld.com原创,作者戴晓天保留对该文的所有权与变更权。你可以在注明原作者的前提下自由转载,唯一的条件是保留原文的完整性。

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