Renesas ISL80103IRAJZ-TK LDO線性穩(wěn)壓器中文資料

引言

在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中，電壓的穩(wěn)定性和精確性對于保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。特別是在物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、服務(wù)器、電信設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備等高要求應(yīng)用場景中，電壓的微小波動都可能影響設(shè)備的性能甚至導(dǎo)致故障。因此，線性穩(wěn)壓器（LDO, Low Dropout Linear Regulator）作為一種重要的電壓調(diào)節(jié)器件，得到了廣泛應(yīng)用。本文將詳細(xì)介紹Renesas（瑞薩電子）的ISL80103IRAJZ-TK LDO線性穩(wěn)壓器，包括其型號類型、工作原理、特點(diǎn)、應(yīng)用以及關(guān)鍵參數(shù)。

　　廠商名稱：Renesas

　　元件分類：LDO線性穩(wěn)壓器

　　中文描述： 可調(diào)節(jié)LDO電壓穩(wěn)壓器，2.2V至6V，120mV壓降，800mV至5V/3A輸出，DFN-10

　　英文描述： Linear Regulators High Performance 3A Linear Regulator

　　數(shù)據(jù)手冊：http://syqqgy.com/data/k01-37003903-ISL80103IRAJZ-TK.html

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　　ISL80103IRAJZ-TK概述

　　ISL80103是低電壓、大電流、單輸出的LDO，指定為3A的輸出電流。這些LDO的輸入電壓為2.2V至6V，在可調(diào)VOUT版本中能夠提供0.8V至5.5V的輸出電壓。其他定制的電壓選項(xiàng)也可根據(jù)要求提供。軟啟動引腳上的一個(gè)外部電容為需要小于電流限制的浪涌電流的應(yīng)用提供調(diào)整。ENABLE功能允許該器件進(jìn)入低靜態(tài)電流關(guān)斷模式。

　　該產(chǎn)品系列采用亞微米BiCMOS工藝，提供同類最佳的模擬性能和整體價(jià)值。與雙極型LDO相比，這些CMOS（LDO）消耗的靜態(tài)電流與負(fù)載的關(guān)系要低得多，因此它們的效率更高，并允許采用更小尺寸的封裝。為了實(shí)現(xiàn)領(lǐng)先的快速負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)，靜態(tài)電流已被適度降低，因此在該類別的LDO中，總的交流調(diào)節(jié)帶較低。

　　應(yīng)用

　　支持安全云連接的自動售貨機(jī)

　　支持指紋識別的電子鎖

　　智能工業(yè)氣體報(bào)警器

　　服務(wù)器

　　電信和網(wǎng)絡(luò)

　　醫(yī)療設(shè)備

　　儀表系統(tǒng)

　　路由器和交換器

　　ISL80103IRAJZ-TK中文參數(shù)

　　制造商:Renesas Electronics

　　產(chǎn)品種類:低壓差穩(wěn)壓器

　　安裝風(fēng)格:SMD/SMT

　　封裝/箱體:DFN-10

　　輸出電壓:800 mV to 5.5 V

　　輸出電流:3 A

　　輸出端數(shù)量:1 Output

　　極性:Positive

　　輸入電壓（最小值）:2.2 V

　　輸入電壓（最大值）:6 V

　　PSRR/紋波抑制—典型值:62 dB

　　輸出類型:Adjustable

　　最小工作溫度:-40 C

　　最大工作溫度:+125 C

　　回動電壓:120 mV

　　系列:ISL80103

　　回動電壓—最大值:244 mV

　　高度:0.9 mm

　　長度:3 mm

　　線路調(diào)整率:0.1%

　　負(fù)載調(diào)節(jié):-0.8%

　　濕度敏感性:Yes

　　輸出電壓范圍:800 mV to 5.5 V

　　ISL80103IRAJZ-TK引腳圖

型號與類型

ISL80103IRAJZ-TK是Renesas設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一款高性能低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO）。它屬于低壓、大電流、單輸出的LDO系列，專為需要穩(wěn)定電壓輸出的高要求應(yīng)用而設(shè)計(jì)。該型號以其卓越的電壓調(diào)節(jié)能力、低靜態(tài)電流和快速瞬態(tài)響應(yīng)等特點(diǎn)，在眾多電子領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。

工作原理

LDO線性穩(wěn)壓器的工作原理基于負(fù)反饋控制機(jī)制。其內(nèi)部主要由調(diào)整管（通常采用功率晶體管或FET）、取樣電阻和比較放大器組成。當(dāng)輸入電壓發(fā)生變化時(shí)，取樣電阻將輸出電壓的一部分反饋到比較放大器的反相輸入端，與參考電壓進(jìn)行比較。比較放大器根據(jù)比較結(jié)果調(diào)整調(diào)整管的導(dǎo)通程度，從而控制輸出電壓的穩(wěn)定。由于調(diào)整管在線性區(qū)域內(nèi)工作，因此LDO具有極低的壓差電壓（Dropout Voltage），通常低于200mV。

特點(diǎn)

1. 低壓差電壓：ISL80103IRAJZ-TK的壓差電壓非常低，在3A輸出電流下僅為120mV，這使其能夠在低輸入電壓下穩(wěn)定工作，提高了系統(tǒng)的能效。

2. 大電流輸出：該LDO設(shè)計(jì)有3A的輸出電流能力，滿足高電流負(fù)載的需求，適用于多種高功耗應(yīng)用場景。

3. 高精度與穩(wěn)定性：通過內(nèi)部精確的電壓調(diào)節(jié)機(jī)制，ISL80103IRAJZ-TK能夠提供穩(wěn)定且高精度的輸出電壓，輸出電壓范圍從0.8V至5.5V可調(diào)，適用于多種電壓需求。

4. 快速瞬態(tài)響應(yīng)：靜態(tài)電流的適度降低使得該LDO具有一流的快速負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)能力，有效應(yīng)對負(fù)載電流的快速變化，保證輸出電壓的穩(wěn)定。

5. 低功耗：與雙極型LDO相比，ISL80103IRAJZ-TK作為CMOS LDO，其靜態(tài)電流與負(fù)載的關(guān)系更低，從而提高了整體效率，并允許采用更小尺寸的封裝。

6. 保護(hù)功能：內(nèi)置超溫和短路保護(hù)功能，確保在異常情況下保護(hù)器件及系統(tǒng)安全。

7. 靈活配置：軟啟動引腳上的外部電容可根據(jù)應(yīng)用需求調(diào)整浪涌電流，ENABLE功能允許器件進(jìn)入低靜態(tài)電流關(guān)斷模式，進(jìn)一步降低功耗。

應(yīng)用

ISL80103IRAJZ-TK LDO因其卓越的性能和廣泛的應(yīng)用范圍，被廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域：

1. 物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備：IoT終端對電壓要求較高，需要對AC/DC轉(zhuǎn)換器、蓄電池、鋰離子電池的輸出電壓進(jìn)行精確調(diào)整，為MCU、FPGA、ASIC等供電。

2. 服務(wù)器與電信設(shè)備：在服務(wù)器和電信網(wǎng)絡(luò)中，穩(wěn)定的電壓是保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，ISL80103IRAJZ-TK能夠滿足這些高要求應(yīng)用的需求。

3. 醫(yī)療設(shè)備：醫(yī)療設(shè)備對電壓的穩(wěn)定性和精度要求極高，ISL80103IRAJZ-TK的低壓差、高精度特性使其成為醫(yī)療設(shè)備的理想選擇。

4. 儀表系統(tǒng)：在工業(yè)自動化和儀表系統(tǒng)中，精確的電壓控制對于保證測量精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性至關(guān)重要，ISL80103IRAJZ-TK的卓越性能能夠滿足這些需求。

5. 路由器與交換機(jī)：在通信網(wǎng)絡(luò)中，路由器和交換機(jī)等設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行依賴于穩(wěn)定的電壓供應(yīng)，ISL80103IRAJZ-TK的高可靠性和穩(wěn)定性使其成為這些設(shè)備的優(yōu)選。

關(guān)鍵參數(shù)

以下是ISL80103IRAJZ-TK LDO的關(guān)鍵參數(shù)：

• 制造商：Renesas Electronics

• 產(chǎn)品種類：低壓差穩(wěn)壓器

• 安裝風(fēng)格：SMD/SMT

• 封裝/箱體：DFN-10

• 輸出電壓：0.8V至5.5V可調(diào)

• 輸出電流：3A

• 輸入電壓（最小值）：2.2V

• 輸入電壓（最大值）：6V

• 壓降（最大值）：244mV @ 3A

• PSRR（電源抑制比）：62dB @ 120Hz

• 靜態(tài)電流（IQ）：典型值低至30μA（在輸出無負(fù)載時(shí)），有助于降低系統(tǒng)整體功耗。

• 負(fù)載調(diào)節(jié)率：極低，確保在負(fù)載變化時(shí)輸出電壓的穩(wěn)定性。具體數(shù)值通常小于0.1%/A，具體值請參考數(shù)據(jù)手冊。

• 線性調(diào)節(jié)率：描述了在輸入電壓變化時(shí)輸出電壓的穩(wěn)定度。ISL80103IRAJZ-TK的線性調(diào)節(jié)率極低，通常小于0.02%/V，確保在各種輸入電壓條件下輸出電壓的精確控制。

• 溫度穩(wěn)定性：該LDO設(shè)計(jì)有溫度補(bǔ)償機(jī)制，以保證在寬溫度范圍內(nèi)（-40°C至+125°C）輸出電壓的穩(wěn)定性。具體溫度系數(shù)請參考數(shù)據(jù)手冊。

• 熱關(guān)斷保護(hù)：當(dāng)芯片溫度超過一定閾值時(shí)，自動進(jìn)入熱關(guān)斷狀態(tài)，以防止因過熱而導(dǎo)致的器件損壞。

• 短路保護(hù)：內(nèi)置短路保護(hù)功能，當(dāng)輸出短路時(shí)，能夠迅速限制電流，保護(hù)器件及后續(xù)電路不受損壞。

• 軟啟動功能：通過外部電容配置，可以實(shí)現(xiàn)軟啟動功能，限制啟動時(shí)的浪涌電流，減少對系統(tǒng)其他部分的沖擊。

• 封裝尺寸：DFN-10封裝設(shè)計(jì)緊湊，占板面積小，適合高密度集成應(yīng)用，同時(shí)提供良好的散熱性能。

• 環(huán)境溫度范圍：支持寬溫工作環(huán)境，從-40°C至+125°C，滿足各種惡劣環(huán)境下的應(yīng)用需求。

• 電磁兼容性（EMC）：ISL80103IRAJZ-TK在設(shè)計(jì)時(shí)考慮了電磁兼容性，確保在電磁干擾環(huán)境下仍能保持穩(wěn)定的電壓輸出。

• 封裝引腳：包括輸入電壓（VIN）、輸出電壓（VOUT）、使能引腳（ENABLE）、軟啟動電容連接引腳（SS/TR）、地（GND）等，通過合理配置這些引腳，可以實(shí)現(xiàn)對LDO的精確控制和優(yōu)化。

設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

在使用ISL80103IRAJZ-TK進(jìn)行電路設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意以下幾點(diǎn)：

1. 輸入電容：為確保穩(wěn)定性，建議在輸入端添加適當(dāng)?shù)碾娙?，以濾除輸入電壓的紋波和噪聲。

2. 輸出電容：輸出端也需要添加電容，以改善瞬態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)定性。電容的選擇應(yīng)基于負(fù)載電流、輸出電壓和期望的瞬態(tài)響應(yīng)速度。

3. 布局與布線：合理的PCB布局和布線對于確保LDO的性能至關(guān)重要。應(yīng)盡量縮短輸入、輸出和地之間的走線長度，并避免在這些路徑上產(chǎn)生高阻抗或噪聲源。

4. 散熱設(shè)計(jì)：雖然ISL80103IRAJZ-TK具有較低的功耗，但在高負(fù)載或高溫環(huán)境下仍需考慮散熱問題?？梢酝ㄟ^增加散熱片或優(yōu)化PCB布局來提高散熱效率。

5. 保護(hù)電路設(shè)計(jì)：雖然LDO內(nèi)置了保護(hù)機(jī)制，但在某些應(yīng)用中可能還需要額外的保護(hù)電路，如過壓保護(hù)、過流保護(hù)等。

結(jié)論

Renesas ISL80103IRAJZ-TK LDO線性穩(wěn)壓器以其低壓差、大電流輸出、高精度、快速瞬態(tài)響應(yīng)和低功耗等特點(diǎn)，在物聯(lián)網(wǎng)、服務(wù)器、醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)自動化等眾多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。通過深入了解其工作原理、特點(diǎn)、應(yīng)用和關(guān)鍵參數(shù)，我們可以更好地選擇和使用這款優(yōu)秀的電壓調(diào)節(jié)器件，為系統(tǒng)提供穩(wěn)定可靠的電壓供應(yīng)。在電路設(shè)計(jì)和應(yīng)用過程中，注意合理的布局布線、電容選擇和散熱設(shè)計(jì)，將能夠充分發(fā)揮ISL80103IRAJZ-TK的性能優(yōu)勢，確保系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行。