Linearregler verdoppelt die Batterielebensdauer

| Redakteur: Thomas Kuther

Der TPS7A02: ein Linearregler mit extrem niedriger Ruhestromaufnahme von 25 nA.
Der TPS7A02: ein Linearregler mit extrem niedriger Ruhestromaufnahme von 25 nA. (Bild: Texas Instruments)

Texas Instruments hat einen linearen Low-Dropout-Spannungsregler (LDO) mit äußerst geringer Leistungsaufnahme vorgestellt. Der Baustein weist laut Hersteller mit weniger als 25 nA die branchenweit geringste Ruhestromaufnahme (IQ) auf, das ist nur ein Zehntel des Werts konkurrierender ultrakompakter Bauelemente.

Der Regler bewahrt seinen niedrigen IQ-Wert bei geringer Last auch in Dropout-Situationen, sodass Entwickler die Batterielebensdauer ihrer Applikationen mindestens auf das Doppelte steigern können. Darüber hinaus bietet der Baustein ein klassenbestes Einschwingverhalten, was kürzere Aktivierungszeiten ermöglicht und den Applikationen damit zu besseren Reaktionszeiten und dynamischen Eigenschaften verhilft. Der kleine Lösungs-Footprint hilft beim zügigen Design kleinerer, leichterer und effizienterer Produkte, da für die Stromversorgung weniger Platz benötigt wird. Dank der gängigen Gehäuse kann der Regler außerdem als direkter Ersatz für andere Produkte in Designs eingesetzt werden.

Der TPS7A02 hilft Entwicklern bei der Bewältigung schwieriger Design-Herausforderungen in vielen Anwendungen, in denen es auf geringe Leistungsaufnahme und hohe Genauigkeit ankommt, wie zum Beispiel in der Netzinfrastruktur und bei der Gebäudeautomation sowie in Medizingeräten und Wearables.

Der neue Baustein ergänzt das bestehende Portfolio von TI an Low-IQ-LDOs, mit denen Designer die Batterielaufzeit ihrer Systeme verlängern können. Wird der TPS7A02 zusammen mit anderen Ultra-Low-IQ-Bauelementen eingesetzt (Beispiele sind die von TI angebotenen Ultra-Low-Power-Mikrocontroller (MCUs) der MSP430-Familie, die SimpleLink-MCU CC2642R, der Nanopower-Operationsverstärker TLV8802 und der Low-Power-Temperatursensor TMP1075), können Entwickler die Batterielebensdauer und die Leistungsfähigkeit ihrer Systeme weiter optimieren.

Wichtige Eigenschaften und Vorteile des TPS7A02:

• Verlängerte Applikations-Laufzeit und höhere Systemlebensdauer: Die mit äußerst geringer Ruhestromaufnahme auskommende Regelungsfunktion des TPS7A02 bei geringer Last erlaubt Entwicklern mindestens eine Verdoppelung der Batterielebensdauer von Applikationen, die mit einer herkömmlichen Batteriechemie wie etwa Lithium-Ionen arbeiten. Kommt der TPS7A02 beispielsweise in Funk-Videotürklingeln und Überwachungskameras zum Einsatz, lässt sich eine Batterielebensdauer von 24 Monaten oder mehr erzielen, also mehr als das Vierfache des Industriestandards. Der äußerst geringe IQ-Wert des TPS7A02 im Shutdown-Status von 3 nA kann außerdem die Lagerfähigkeit der Batterien in tragbaren Medizingeräten und Wearables gegenüber konkurrierenden Bausteinen bis um den Faktor fünf erhöhen.

• Kürzere Aktivierungszeiten, bessere Dynamikeigenschaften: Der TPS7A02 stabilisiert sich bei Lastsprüngen von 1 auf 50 mA in weniger als 5 µs, also in der halben Zeit, die konkurrierende Produkte benötigen, sodass die Entwicklung von Applikationen mit kürzeren Reaktionszeiten und besseren Dynamikeigenschaften möglich ist. Mit seiner Fähigkeit zur zügigen Reaktion auf schnelle Lastwechsel bei minimaler Änderung der Ausgangsspannung bietet der TPS7A02 Vorteile für hochpräzise, stromsparende Anwendungen wie etwa drahtlose IoT-Geräte und tragbare Medizingeräte, die hochwertige Versorgungsspannung benötigen, um Körpersignale präzise erfassen zu können.

• Kleinere Lösungsabmessungen, kürzere Markteinführungszeit: Der TPS7A02 wechselt automatisch und ohne Zutun externer Schaltungen oder Bauelemente aus einem IQ-reduzierenden Low-Load-Status in eine Hochlast-Betriebsart mit kurzer Einschwingzeit. Mit dem TPS7A02 können Entwickler deshalb die Lösungsabmessungen um 70 % reduzieren, um ihre Designs für beengte Platzverhältnisse mit mehr Funktionalität auszustatten oder alternativ mit kleineren Leiterplatten die Systemkosten zu senken.

Gehäuse, Verfügbarkeit und Preise

Vorserienmuster des TPS7A02 sind im TI Store im 1 mm x 1 mm großen X2SON-Gehäuse (Small Outline No-lead mit 4 Pins) oder in einem 2,9 mm x 1,6 mm großen SOT-23-Gehäuse (Small Outline Transistor mit 5 Pins) lieferbar. Anfang 2020 kommt zusätzlich eine Version mit DSBGA-Gehäuse (Die-Size Ball Grid Array) mit vier Pins und Maßen von 0,64 mm x 0,64 mm. Die Preise beginnen bei 0,49 US-$ (ab 1000 Stück). Das universelle Evaluation Module MULTIPKGLDOEVM-823 für LDO-Linearspannungsregler ist für 20 US-$ verfügbar.

Informieren Sie sich genauer bei den Power-Experten von TI

• Laden Sie sich das Datenblatt des LDO-Linearreglers TPS7A02 herunter.

• Lesen Sie den kurzen Artikel „LDO basics: introduction to quiescent current”.

• Eine umfassende Auswahl an Stromversorgungs-Designs finden Sie in der Reference Design Library von TI.

• Erkunden Sie die vielfältige Auswahl an LDO-Linearreglern und das umfassende Angebot an Linearregler-Produkten von TI.

• Im TI E2E Power Management Forum haben Sie Gelegenheit, nach schnellen, verifizierten Antworten zu suchen und von TI-Experten Hilfestellung beim Design zu bekommen.

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