NESY036B September   2021  – April 2023 BQ25125 , LM5123-Q1 , LMR43610 , LMR43610-Q1 , LMR43620 , LMR43620-Q1 , TPS22916 , TPS3840 , TPS62840 , TPS63900 , TPS7A02

 

  1.   1
  2.   概覽
  3.   摘要
  4.   影響 IQ 的因素
  5.   低 IQ 為何產生新挑戰
    1.     瞬態回應
    2.     漣波
    3.     雜訊
    4.     晶粒尺寸與解決方案面積
    5.     洩漏與低於閾值的操作
  6.   如何打破低 IQ 障礙
    1.     解決瞬態回應問題
    2.     解決切換雜訊問題
    3.     解決其他雜訊問題
    4.     解決晶粒尺寸與解決方案面積問題
    5.     解決洩漏與低於閾值的操作問題
  7.   電氣特性
    1.     18
    2.     避免低 IQ 設計中的潛在系統陷阱
    3.     實現低 IQ 但不犧牲靈活性
    4.     減少外部零組件數以降低汽車應用中的 IQ
    5.     智慧使用或在智慧使用支援低 IQ 的啟用功能,或啟用在系統層級支援低 IQ 的功能
  8.   結論
  9.   低 IQ的重要產品類別

減少外部零組件數以降低汽車應用中的 IQ

在嚴苛的汽車環境中,外部電阻器會使 IQ 限制在系統級。有鑑於防止洩漏的要求,電阻器通常會限制在 100 kΩ 以下。但您無須捨棄對低 IQ 和 ISHDN 的野心。監控 12 V 的外部回饋分壓器可將 IQ 延伸到 >100 µA 範圍。您可使用電阻較高的內部回饋分壓器來降低分壓器電流,但代價是會失去可編程性。

LM5123-Q1 寬 VIN 升壓控制器將典型外部回饋電阻器與內部低電壓參考互換來提供較低的 IQ,因此可以低廉價格得到數值較低的電阻器。藉由此電壓參考與回饋電阻器創新配置,前面範例中的 300-µA IQ 可降低 20 倍以上,請參閱 圖 22

GUID-20210902-SS0I-TQXV-TS2Z-KTKRSCMDXNHM-low.gif圖 22 在低 IQ 汽車環境下進行靈活編程。

與 LM5123-Q1 相似,LMR43610/20 36-V,1-A/2-A 降壓轉換器透過反饋網路,運用創新方式降低 IQ。LMR43610/20 在啟動時會於 VOUT/FB 接腳執行阻抗檢查,感測是否有外部反饋網路供工程師使用,以運用其可調整輸出電壓功能。若未偵測到外部反饋電阻器,裝置會自動使用設定固定 3.3-V 或 5-V 輸出電壓的整合式反饋網路。此可降低通過反饋網路的洩漏並降低 IQ

許多像 LMR43610/20 這樣的切換模式電源裝置都採用外部 LDO,為 IC 內部電路提供電源。低電壓應用通常會直接從輸入電壓為此內部 LDO 供電。但對在較大輸入電壓範圍內運作的設計而言,此內部 LDO 供電方法會面臨一個獨特挑戰,因 LDO 的功率損耗會直接與輸入電壓成正比。

為解決此問題,LMR43610/20 不從輸入汲取電源,而是運用來自 VOUT/FB 接腳的相同電壓為內部 LDO 供電,並對整個內部電路進行偏壓,以降低總 IQ_VIN。如此便可使內部 LDO 電流降低為 VOUT / (VIN * η1) 分之一。我們將這些功能與本文談到的方法相配對,使 LMR43610/20 在 150°C TJ 下擁有同級最佳的 <3 μA (最大) IQ,額定 12-VIN,3.3-VOUT,2.2-MHz 轉換在 1 mA 下的輕負載效率可達近 90%。

GUID-20201001-CA0I-NBVQ-BSHR-3LG30PQ3VVZ9-low.gif圖 23 效率:VOUT = 3.3 V (固定) 至 2.2 MHz