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[参考译文] LM9076:数据表问题

Guru**** 670830 points
Other Parts Discussed in Thread: LM9076, TPS7A05, TPS7A16
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/827861/lm9076-datasheet-question

器件型号:LM9076
主题中讨论的其他器件: TPS7A05TPS7A16

10页的 LM9076数据表的"输出电容"部分中、第一段显示如下:

为了实现稳定性、需要一个输出旁路电容器。 必须使用不属于负载电流路径的走线将该电容放置在 LM9076 VOUTpin 和接地引脚之间、尽可能靠近物理位置。

问题:如何避免使用 Vout 迹线、哪个"负载电流"流经?  VOUT 是"负载电流路径"。  因此,我不理解上述案文的含义。  您是否有示例 PCB、或者您是否可以解释"负载电流路径以外的布线"?  

谢谢你。

  • 请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

    尊敬的 James:

    以下是数据表建议避免的一个示例:

    这是否能回答您的问题?

    此致、

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    感谢你的答复。

    当然、原理图不涉及 PCB 布线宽度、长度、厚度或电阻。  原理图仅涉及电气连接、这意味着如果您将原理图的红线/CAP/GND 放置在负载的左侧或右侧、则电气连接100%相同、因此一点都无关紧要。  但我将推测、您意味着应该在 PCB 侧执行类似的操作。  即使如此、您也不会谈到任何布线长度。  

    从技术上讲、如果我将红线/CAP/GND 放在负载的左侧或右侧1mm、这一点根本没有什么不同。  因此、我必须再次推断、22uF 电容器(原理图中为红色的电容器)应放置在 LDO IC 的上方、尽可能靠近 然后、还应该有一些相当长的 PCB 布线长度、使其从该22uF 电容器的正极侧引出至负载、对吧?  但再说一次、布线的长度取决于布线宽度和厚度、这对我来说是一个真正的神秘感。  嗯、请考虑数据表同一页上的"输入电容器"部分、它非常清楚地说明输入电容器应放置在 LM9076的两英寸范围内这就是为什么我更愿意混淆在输出电容器的物理放置方面没有给出这样的详细信息的原因。

     此外、我仍认为数据表中的以下陈述最多令人困惑:

    "...using 迹线不属于负载电流路径。"

    从技术上讲、即使您建议将负载路径与22uF 电容器进一步移动、该路径仍是相同的路径!  对吧?  或者、我是不是离这里这么远?

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    尊敬的 James:

    我同意这些较旧的数据表中有一些令人困惑或不清楚的陈述。 这是其中一个示例。

    很抱歉、我在上面的示例中未明确说明、但目的是将物理放置显示为"...using 布线不属于负载电流路径的一部分"的示例。 此处建议使用该 LDO、因为该 LDO 具有非常具体的输出电容范围和稳定的 ESR。 通过将电容器尽可能靠近 LDO 放置、可以限制布线中的寄生阻抗增加过多的有效 ESR 的可能性。 数据表中的此图显示了使用22uF 电容器时允许的 ESR:

    要回答您的上述问题、是的、22uF 电容器应与您的布局允许的 LDO 尽可能接近。 电容器的 ESR 还应小于3欧姆、以确保稳定性。

    输入电容器。 数据表中指出内部偏置电路使用该偏置电流时、也需要尽可能接近该值。 这主要是为了在发生浪涌进入负载或快速负载瞬态事件时最大程度地减小 VIN 压降。

    我们的现代 LDO (如 TPS7A05)对 ESR 的敏感性要小得多、可与任何电容器一起使用、甚至可以与更小的值配合使用。 TPS7A05 是我们最新最出色的 LDO 的一个示例、它可能更易于使用。

    我希望这能回答你的问题。 如果没有、请告诉我。

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    感谢您的介绍、John。  下面是我的电路原理图、该电路适用于12V 和24V 车辆、这就是我无法使用 TPS7A05的原因。  LM9076BMA 可接受较高的输入电压、这是我的汽车应用所必需的。  LM9076数据表显示 Vin 为"55V 绝对最大值"、因此我很好奇为什么仅指定40V。  在这里、我也必须假设允许41V 至55V 的电压、但仅在短时间内、尽管可能比浪涌高达70V 时允许的10ms (1%占空比)的持续时间更长。  但50V 及更高范围内的任何电压都是我的应用中的瞬态/浪涌、因此我选择了一个 TVS、将浪涌电压上限设置为53.9V、 低于55V 的最大输入电压、我认为应该可以正常工作、尤其是1N4004 (用于反极性保护)将使电压再次下降1V。  (我可以选择 VC 较低的 TVS、但我选择的 TVS 允许在 TVS 击穿之前通过较高的电压、这在24V 卡车应用中很重要。)

    LM9076对电容器 ESR 非常敏感、这一点很重要。  这就是为什么我很好奇22uF 0.9 Ω 钽输出电容器将如何受到我打算在3.3V 电源轨上的整个电路散射的0.1uF 陶瓷电容器的影响。  很明显、这里会有布线长度和布线电阻、但为了避免"并联电阻器"影响22uF 电容器、布线需要多长时间、这是我需要考虑的问题。  因为很显然、0.9欧姆电容器与0.008欧姆电容器并联、可以产生0.0079欧姆的电阻!  数据表图显示 ESR 应高于0.1欧姆。

    无论如何、由于数据表指定的最小 Vin "陶瓷"电容器为1uF、如您在下面的原理图中所见、我为安全选择0.22uF、这是我的660uF 组合铝电解输入电容的基础、我添加了该电容以在车辆启动期间保持 Vin。  此 LM9076 LDO 将驱动我的3.3V MCU 和其他电路、消耗的电流可能高达100mA、因此150mA 为我提供了一些安全余量。  虽然我知道这里可以使用开关、但 LM9076的 静态电流应该比开关更低、尤其是因为我的电路的待机电流消耗将小于2mA (平均值)。

    鉴于此、如果您有更好的稳压器建议、我很乐意考虑它。  但就 LDO 稳压器而言、LM9076似乎特别适合我的应用。  我只是想澄清数据表、这样我就不会在我的应用中犯任何实施错误。

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    尊敬的 James:

    需要进行一些研究才能了解为何数据表中的绝对最大值为55V、但建议的最大值仅为40V。 所有 TI 数据表都不保证性能超出建议的工作范围。因此、在您的情况下、我认为没有问题。

    我不确定您是否看过 TPS7A16。 它具有汽车版本和非汽车版本。 这是一个最大绝对电压为60V、Iq 为5uA、具有电源正常指示和延迟功能的100mA LDO。 功能与 LM9076相似、但功能有所改进。 我们专门设计了此器件、以便能够处理冷启动和负载突降。 您仍需要 D2进行反向电流保护、但您的电容器要求要低得多。

    请告诉我您的想法。

    此致、

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    John、

    非常感谢您对我的应用和 TPS7A16的建议所做的友好分析。  除了100mA 输出电流规格外、它看起来非常适合我的应用。  我的一些板载电路将消耗大约100mA 的电流、因此我最终选择了 LM9076、因为它的输出电流为150mA。  额外的50mA 电流输出余量让我感觉更加舒适。  我对 TPS7A16数据表 中有关输出电流的内容有一个疑问。  在第11页的第7.3.5节中、显示如下:

    件可提供的最大电流为电流限制(典型值为225mA)、与输出电压基本无关。

    我假设这句话意味着我可以使用 TPS7A16在短时间内输出超过100mA 的电流?  

    我的电路可能需要大约100mA 的持续30秒。  因此、如果 TPS7A16能够轻松适应这种情况、那么它可能是一个相当不错的选择。  但是、数据表确实建议输入和输出上使用10uF 陶瓷电容器、如第8.2.1.2.1.3节所述、在较高电压下价格相当昂贵(即、我需要对输入电压使用63V 10uF 陶瓷电容器、根据体积的不同、其成本可能与 TPS7A16芯片相同。)   

    假设我在 LM9076的3.3V 输出轨(例如 MCU Vcc 引脚等)上使用0.1uF 陶瓷去耦电容器不会降低有效 ESR、因此9076变得不稳定、我认为9076可能仍然是我的应用的合理选择。  因此、如果您对此有具体的想法、我相信这将是我在本次讨论中的最后一个问题。  

    谢谢!

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    尊敬的 James:

    TPS7A16 旨在支持100mA 的标称电流。 这假设设计的热性能可以满足这一要求。 这意味着(24V-3.3)*0.1耗散2.07W。 使用44.5C/W 的 TJA (高 K 电路板上的 SON 封装)、这会导致裸片温度高出环境温度~92C。  请查看 SLVAE85 、它是一份有关热性能的最新应用手册、了解更多详细信息

    数据表上的最小电流限制阈值为101mA、我查看了实际特性数据 、测得的最小电流限制为~180mA。 因此、我认为您的100mA 标称负载是安全的。 假设瞬变非常短、电流限制需要几微秒的时间才能启用、则可以提供高达225mA 的短暂瞬变。 在 COUT 添加一些额外的大容量电容有助于解决这个问题。

    电容器建议。 输出电容器是为了实现稳定性。 输入建议是假设首选陶瓷电容器。 如果您想使用铝电解电介质或任何其他更具成本效益的电介质(不推荐使用 Y5V 电压除外)、这是可以的。

    现在、关于您的最后一个问题、添加一个与 COUT 并联的0.1uF 陶瓷电容器可能会影响 LM9076的稳定性。 即使您的实验室测试和每次生产构建看起来都正常、许多变化可能会导致将来出现性能问题。 如果 TPS7A16可以为您提供帮助、这可能是更可靠的解决方案。

    但愿这对您有所帮助。

    此致、

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    谢谢、John!

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    不用客气!