LDO电源管理器件 SPX2954 250mA低压差电压调节器
SPX2954和SPX2954A是低功耗的电压调节器,它们是无线电话、无线电控制系统和手提电脑等电池供电应用的最佳选择。SPX2954和SPX2954A具有很低的静态电流和压差(通常,100uA时为20mV,250mA时为310mV)。紧密的初始容限(SPX2954A为0.5%)、极好的负载和线性调节(0.05%的典型值)以及很小的输出温度系数(20ppm/℃的典型值)使SPX2954/ SPX2954A可用作低功耗的电压基准。
当输入电压下降时,错误标志输出特性使之用作上电复位,对过低的输出电压进行报警。逻辑兼容的关断特性使能调节器的开和关。SPX2954/SPX2954A提供3脚TO-92、TO-263、SOT-223、TO-22O和8脚SOIC的多种封装。
特性
- 250mA 下有输出电压为 5.0V 和 3.3V 两个版本
- 的精度为 0.5﹪
- 极低的静态电流
- 低压降：250mA 时为 310mV
- 极紧凑的负载和线性调节
- 极小的温度系数
- 电流和温度限制
- 只需要 1uF 的电容就可稳定工作
- 可直接替换 LPC2954
- 采用 TO-92、TO-263、 SOT-223、 TO-220 和 SOIC 的封装
- 下面的特性仅适用 8 脚的器件版本
- 输出下降的错误标志警告
- 逻辑电平控制的电关断
- 可编程输出（1.24V～30V）
电气特性
VIN=VO+1V, IL=100uA, CL=1uF（注 2）,TA＝25℃,除非特别说明。
| 表1 | SPX2954A | SPX2954 | 单位 | |||||
| 参数 | 条件 | 最小 | 典型 | 最大 | 最小 | 典型 | 最大 | |
| 3.3V 版本 | ||||||||
| 输出电压 | TJ=25℃ -25℃≤TJ≤85℃ 整个工作温度范围内 | 3.284 | 3.3 | 3.317 | 3.267 | 3.3 | 3.333 | V |
| 3.267 | 3.3 | 3.333 | 3.251 | 3.3 | 3.350 | |||
| 3.260 | 3.3 | 3.340 | 3.234 | 3.3 | 3.366 | |||
| 输出电压 | 100uA≤IL≤250mATJ≤TJMAX | 3.251 | 3.3 | 3.350 | 3.201 | 3.3 | 3.399 | V |
| 5V 版本 | ||||||||
| 输出电压 | TJ=25℃ -25℃≤TJ≤85℃ 整个工作温度范围内 | 4.975 | 5.0 | 5.025 | 4.950 | 5.0 | 5.050 | V |
| 4.950 | 5.0 | 5.050 | 4.925 | 5.0 | 5.075 | |||
| 4.940 | 5.0 | 5.060 | 4.900 | 5.0 | 5.100 | |||
| 输出电压 | 100uA≤IL≤250mA TJ≤TJMAX | 4.925 | 5.0 | 5.075 | 4.850 | 5.0 | 5.150 | V |
| 所有电压选项 | ||||||||
| 输出电压温度系数 | （注 1） | - | 20 | 100 | - | 50 | 150 | ppm/℃ |
| 线性调节（注 3） | VO+1V≤VIN≤30V（注 4） | - | 0.03 | 0.10 | - | 0.04 | 0.20 | ﹪ |
| 负载调节（注 3） | 100uA≤IL≤250mA | - | 0.04 | 0.20 | - | 0.10 | 0.30 | ﹪ |
| 表2 | SPX2954A | SPX2954 | 单位 | |||||
| 参数 | 条件 | 最小 | 典型 | 最大 | 最小 | 典型 | 最大 | |
| 压差（注 5） | IL=1mA | - | 60 | 100 | - | 60 | 100 | mV |
| IL=100mA | - | 290 | 450 | - | 290 | 450 | ||
| IL=250mA | - | 310 | 500 | - | 310 | 500 | ||
| 地电流 | IL=1mA | - | 150 | 170 | - | 150 | 170 | uA |
| IL=100mA | - | 3 | 6 | - | 3 | 6 | mA | |
| IL=250mA | - | 10 | 14 | - | 10 | 14 | mA | |
| 电流限制 | VOUT=0 | - | 270 | 550 | - | 270 | 550 | mA |
| 温度调节 输出噪声, 10H~100kH | - | - | 0.05 | 0.2 | - | 0.05 | 0.2 | ﹪/W |
| CL=1uF | - | 430 | - | - | 430 | - | uVrms | |
| CL=200uF | - | 160 | - | - | 160 | - | uVrms | |
| CL=3.3uF, Pin7 到 Pin1 的旁路电 容＝0.01uF（8 脚版本） | - | 100 | - | - | 100 | - | uVrms | |
| 仅适用 8 脚版本 | ||||||||
| 参考电压 | - | 1.220 | 1.235 | 1.250 | 1.210 | 1.235 | 1.260 | V |
| 参考电压 | 温度范围内（注 6） | 1.190 | - | 1.270 | 1.185 | - | 1.285 | V |
| 反馈管脚偏置电流 | - | - | 40 | 60 | - | 40 | 60 | nA |
| Vref 温度系数 | - | - | 20 | - | - | 50 | - | ppm/℃ |
| 反馈 IBIAS 温度 系数 | - | - | 0.1 | - | - | 0.1 | - | nA/℃ |
| 误差比较器 | ||||||||
| 输出漏电流 | VOH=30V | - | 0.01 | 1 | - | 0.01 | 1 | uA |
| 输出低电压 | VIN=VO-0.5V,IOL=400uA | - | 150 | 250 | - | 150 | 250 | mV |
| 高阈值电压 | （注 7） | 40 | 60 | - | 40 | 60 | - | mV |
| 低阈值电压 | （注 7） | - | 75 | 95 | - | 75 | 95 | mV |
| 滞后 | （注 7） | - | 15 | - | - | 15 | - | mV |
| 关断 | ||||||||
| 输入逻辑电压 | 低（调节器打开） | - | 1.3 | 0.7 | - | 1.3 | 0.7 | V |
| 高（调节器关闭） | 2.0 | - | - | 2.0 | - | - | ||
| 关断输入电流 | VS=2.4VVS=30V | - | 30400 | 50800 | - | 30400 | 50800 | uA |
| 关断模式下调 节器的输出电 流 | （注 8） | - | 3 | 10 | - | 3 | 10 | uA |
注 1：输出或参考电压温度系数定义成最大电压变化除以整个温度范围。
注 2：除非特别说明,确保TJ=25℃,VIN＝6V,IL=100uA和CL＝1uF的限制条件。对于 8 脚器件版本还需加 上：feedback管脚连接到 5V Tap管脚,output管脚连接到输出sense管脚（VOUT=5V）以及VSHUTDOWN≤ 0.8V。
注 3：使用低占空比的脉冲测试方法,调节特性在恒定结点温度下测量。由于热效应引起的输出电压变化属于温度调节范围。
注 4：SPX2954 的线性调节在IL=1mA条件下进行测试。
注 5：压差定义成输入到输出电压的偏差,是指输出电压比 1V 偏差时测得的指定值还低 100mV 时输入和 输出之间的差异。当可编程的输出电压值很小时,还必须考虑 2V 的最小输入电源电压（温度范围内 为 2.3V）。
注 6：VREF≤VOUT≤(VIN-1V), 2.3≤VIN≤30V, 100uA≤IL≤250mA, TJ≤TJMAX。
注 7：比较器阈值可描述成在 6V输入下测得的反馈端低于指定参考电压的电压值。比较器阈值也可用输出 电压变化乘以误差放大器增益＝VOUT/VREF=(R1+R2)/R2来描述。例如,在可编程输出电压为 5V时, 误差输出保证在输出降低 95mV×5V/1.234＝384mV时变成低电平。当VOUT的变化时,阈值保持在 VOUT的某个固定的百分比常数,在低于指定值的 5﹪时出现压降警告,通常确保在指定值的 7.5﹪。
注 8：VSHUTDOWN≥2V, VIN≤30V, VOUT=0,Feedback管脚连接到 5V/3.3V Tap。
应用
外部电容
为了使 SPX2954 稳定工作,需要在输出和地之间连接一个 1uF 或更大电容。振荡的产生与此电容无关。 大多数类型的钽或铝电解电容都能满足需要。在低于-25℃的操作中,建议使用固体钽电容,因为许多类型 的铝电容含有的电解质在大约-30℃时就冻结。5Ω或更小的 ESR 以及大于 500kH 的谐振频率是这个电容值 的最重要的参数。电容容量可以无限制地升高。
输出电流值越小,器件稳定工作需要的输出电容也越小。如果电流低于 10mA,则电容降低为 0.33uF； 如果电流为 1mA,电容为 0.1uF。当电压低于 5V 时,8 脚的器件需要更大的输出电容,因为它需要运行小 增益的误差放大器。在 1.23V 输出、150mA 负载的最差条件下,必须使用 3.3uF 或更大的电容。
SPX2954 和其它低压差调节器不同,它可在空载条件下仍然保持稳定和正常工作,但内部分压器除外。 这个特性在类似 CMOS RAM 保持有效的应用中非常重要。当设置具有外部电阻的 SPX2954 版本的输出电 压时,推荐使用 1uA 的最小负载。
如果输入和 AC 滤波电容之间的连线长于 10 英寸,或电池用作输入,则在输入和地之间应当连接一个1uF 的钽或铝电解电容。
如果 SPX2954 反馈端（pin7）有寄生电容,则会出现不稳定的情况。当使用较大的外部电阻来设置输 出电压时会引起更多的问题。解决办法是：在输出和反馈端增加一个 100pF 的电容且将输出电容至少升高 到 3.3uF。
误差检测比较器输出
当 SPX2954 的输出降至调节范围之外的大于 5﹪的范围时,比较器产生一个低电平输出。通过对 1.235的基准电压进行分压,它相当于 60mV 的偏差。不管调节器可编程输出电压是多少,这个偏差值必须保持 在 5﹪的正常输出以下。
图 1 误差输出时序
图 1 所示为SPX2954 输入上升和下降时ERROR信号和调节器输出电压的时序图。ERROR信号在输入为 1.3V左右时变成低电平,在输入为 5V左右时变成高电平（VOUT=4.75 时的输入电压）。由于SPX2954 的 压差与负载有关,因此输入电压分界点（trip point）（大约 5V）会跟随负载电流变化。而输出电压分界点 （trip point）（大约 4.75V）不会跟随负载变化。 误差比较器有一个开集电极输出,需要一个外部上拉电阻。根据系统要求,电阻要返回到 5V 输出或 其它电源电压。在确定这个上拉电阻的阻值时要注意：输出要吸收 400mA 的电流,在低电池电压条件下这 个值增加到电池的正极（battery drain）。建议这个电阻在 100kΩ～1MΩ之间取值。如果输出不使用,则不 需要这个电阻。
编程 SPX2954 的输出电压
通过使用内部分压器将 Pin1（output）连接到 Pin2（sense）,Pin7（feedback）连接到 Pin6（5V Tap）, SPX2954 的管脚电压可保持在 5V。而且,通过使用一对外部电阻,它也可以编程为 1.235V 基准和 30V 的 最大额定值之间的任何一个输出电压值。有关输出电压的编程请参考下面的等式：
VOUT=VREF×（1＋R1/R2）+IFBR1
VREF为 1.235V,IFB是反馈偏置电流,通常是-20nA。推荐的 1uA的最小负载将R2 的上限值强制在 1.2MΩ。 如果无负载,IFB将使VOUT产生一个 2﹪（典型值）的误差,室温下此误差可通过调节R1来消除。为了提高 精度,选择R2=100k,这样会使误差降低 0.17﹪,电阻编程电流增加 12uA。由于通常在Pin2 开路的空载条 件下SPX2954 只消耗 60uA的电流,因此这样花费的代价很小。
减少输出噪声
减少输出的AC噪声对于器件工作非常有益。其中的一种方法是通过增加输出电容的体积来降低调节器 的带宽。这对于 3 脚的SPX2954 来说是减少噪声的唯一方法,但是效率相对较低,因为将电容从 1uF增加 到 220uF只能使 5V输出 100kH带宽的噪声从 430uV降到 160uVRMS。通过在R1两端连接一个旁路电容可以 将噪声减少的效率提高 4 倍,因为这样做将高频增益从 4 降低到 1。旁路电容值可选择 0.01uF,也可选取 下式所得的值：
Cbypass≌(1 / 2∏R1 x 200 Hz)
如果这样处理,则输出电容必须增加到 3.3uF来保持稳定性。这会使 5V输出下 100kH 带宽的输出噪声从 430uV降到 100uVRMS。增加旁路电容后,噪声不再跟随输出电压成比例变化,极大改善了高输出电压的 性能。
技术支持:
SPX2954 250mA低压差电压调节器 DataSheet .PDF
| 器件型号 | 精度 | 输出电压 | 封装 |
| SPX2954AT-3.3 | 0.5﹪ | 3.3V | 3 脚 TO-263 |
| SPX2954AT-5.0 | 0.5﹪ | 5.0V | 3 脚 TO-263 |
| SPX2954T-3.3 | 1﹪ | 3.3V | 3 脚 TO-263 |
| SPX2954T-5.0 | 1﹪ | 5.0V | 3 脚 TO-263 |
| SPX2954AN-3.3 | 0.5﹪ | 3.3V | 3 脚 TO-92 |
| SPX2954AN-5.0 | 0.5﹪ | 5.0V | 3 脚 TO-92 |
| SPX2954N-3.3 | 1﹪ | 3.3V | 3 脚 TO-92 |
| SPX2954N-5.0 | 1﹪ | 5.0V | 3 脚 TO-92 |
| SPX2954AU-3.3 | 0.5﹪ | 3.3V | 3 脚 TO-220 |
| SPX2954AU-5.0 | 0.5﹪ | 5.0V | 3 脚 TO-220 |
| SPX2954U-3.3 | 1﹪ | 3.3V | 3 脚 TO-220 |
| SPX2954U-5.0 | 1﹪ | 5.0V | 3 脚 TO-220 |
| SPX2954AS-3.3 | 0.5﹪ | 3.3V | 8 脚 SOIC |
| SPX2954AS-5.0 | 0.5﹪ | 5.0V | 8 脚 SOIC |
| SPX2954S-3.3 | 1﹪ | 3.3V | 8 脚 SOIC |
| SPX2954S-5.0 | 1﹪ | 5.0V | 8 脚 SOIC |
| SPX2954AM3-3.3 | 0.5﹪ | 3.3V | 3 脚 SOT-223 |
| SPX2954AM3-5.0 | 0.5﹪ | 5.0V | 3 脚 SOT-223 |
| SPX2954M3-3.3 | 1﹪ | 3.3V | 3 脚 SOT-223 |
| SPX2954M3-5.0 | 1﹪ | 5.0V | 3 脚 SOT-223 |
