Resumen: Esta nota de aplicación del sistema de ayuda a los diseñadores seleccionar los componentes correctos externos para su uso con el mando a distancia MAX16948 antena dual LDO / interruptor, garantizando así que el automóvil regulada de suministro de la antena fantasma y los circuitos de corriente de salida de monitoreo de cumplir con los objetivos de rendimiento. Una calculadora electrónica se prevé que ayuda a especificar los componentes externos críticos para el MAX16948, reduciendo así el tiempo de diseño. La calculadora también determina la tensión de salida del dispositivo analógico, el umbral de salida de corriente límite, y una precisión de salida de corriente de detección. La calculadora incluye nueva automática paso a paso característica que ayuda a los diseñadores con la elección de los componentes. Para utilizar la función automática de nuevo, haga clic en el Paso a Paso botón relativa a la sección deseada.
Introducción
El MAX16948 es un doble de alta tensión del regulador lineal de baja deserción (LDO) / interruptor con corriente de salida de detección. El dispositivo proporciona alimentación phantom lo largo de un cable coaxial del cable de control remoto de radio frecuencia (RF) amplificadores de bajo ruido (LNA) en sistemas de automoción, con una corriente máxima de 300mA por canal. El MAX16948 está diseñado para operar con un voltaje de entrada de 4.5V a 28V (45V volcado de la carga tolerante).
El dispositivo proporciona una tensión fija de salida regulada de 8.5V o una 1V ajustable a la tensión de salida regulada de 12V (modo LDO). El dispositivo también se puede configurar como un conmutador (SW modo).
Los monitores MAX16948 la corriente de carga para cada canal y dispone de dos corrientes de salida analógica proporcional a la salida de corriente detectada (procedente de la SENSE_ ¹ pines). Accurate internos límites actuales ajustables proteger el suministro de entrada contra sobrecorriente y tanto las condiciones de corto circuito.
El dispositivo cuenta a corto y pila de protección, detección de corriente en sentido inverso, la entrada de sobretensión y sobrecarga térmica de cierre para trabar de la LDO interna / interruptor en estas condiciones de falla.El MAX16948 incluye dos independientes activas bajas y de alta tensión compatibles con las entradas de cierre (activo bajo SHDN_) para colocar cada canal en modo de bajo consumo de cierre y dos activas bajas de drenaje abierto las salidas de error (activo bajo ERR_).
Componentes externos para la MAX16948
La figura 1 muestra un circuito de aplicación típica para el MAX16948. Los principales componentes externos y sus funciones son las siguientes:
- R1 _ y R2 _ ajustar la tensión de salida estabilizada cuando el dispositivo está en modo de LDO con la tensión de salida ajustable.
- R lim_ establece el umbral de límite de corriente.
- R SENTIDO determina el ADC a gran escala de voltaje de entrada y la precisión de detección de corriente de salida.
Figura 1. El circuito MAX16948 aplicación típica.
Con estos componentes externos, el usuario puede configurar fácilmente el MAX16948 para que funcione correctamente para una aplicación. Otros componentes externos son necesarios. Ellos se discutirá más adelante.
Los condensadores de entrada
Conecte un paralelo y un condensador electrolítico condensador de cerámica de baja ESR de IN y la toma de tierra para limitar la caída de tensión de entrada durante la momentánea salida en condiciones de cortocircuito y para proteger el dispositivo contra los transitorios debido a la inductancia en el en la fila. Por ejemplo, utilizar al menos un condensador cerámico 0.1μF en paralelo con al menos un condensador electrolítico 10μF si la inductancia de entrada (incluyendo cualquier inductancia parásita) se estima en 20μH.
Cuando el MAX16948 es operado con tensión de entrada cerca de la tensión de salida, como en el modo de operación SO o modo LDO en abandono, se debe tener cuidado para evitar una falsa detección de corriente inversa en presencia de un corto circuito a tierra fallo. Si ambos canales están habilitados y un canal está en cortocircuito a tierra después del arranque, la corriente proveniente de C EN puede dar lugar a un descenso temporal de la tensión de entrada, lo que puede provocar la falla inversa de detección de corriente. La aparición de esta detección de fallos erróneos se acentúa en la corriente de salida bajas (inferiores a 80 mA). Para evitar este evento de disparo falso, utiliza un condensador electrolítico de entrada de al menos 100μF.
Modo de salida de voltaje LDO
Cuando se utiliza en el modo de LDO, el dispositivo se puede configurar para proporcionar una salida fija o un 8.5V 1V ajustable a la tensión de salida de 12V para cada uno de los dos canales. El voltaje de salida se puede configurar para 8,5 V mediante la conexión de la clavija FB_ a REG. En este modo, una mayor precisión de la tensión de salida se consigue como la tolerancia de las resistencias externas no necesita ser tenido en cuenta.
En el caso de una tensión de salida diferente es necesario, conecte un divisor resistivo entre OUT_, FB_, y GND. Las ecuaciones para determinar el valor divisor resistivo se muestran a continuación.
Figura 2. El MAX16948 regulado alimentación fantasma.
Las resistencias R1 _ y R2 _ ( Figura 2 ) establecer la tensión de salida del MAX16948. Elija un R2 _ resistencia estándar (R2 _ (ETS) ) que es menor o igual a 1kW. Calcular el óptimo R1 _ valor con la siguiente ecuación:
Donde V FB_ es el voltaje en la patilla de realimentación en la regulación (nominal 1V).
Una vez que una resistencia estándar ² R1 _ (ETS) ) que es lo más cerca posible a R1 _ ha sido seleccionada, la tensión de salida típica es:
Teniendo en cuenta la tolerancia de las resistencias (R TOL ), los valores mínimo y máximo de la tensión de salida son:
Y
Donde V FB_ (MIN) es 0.97V y V FB_ (MAX) es 1.03V (en un rango de corriente de salida de 5 mA a 150 mA). R1 _ (MIN), R1 _ (MAX) , R2 _ (MIN) , y R2 _ (MAX) son los valores mínimo y máximo de R1 _ y R2 _ , respectivamente:
Si la tensión de salida nominal es demasiado lejos de la tensión de salida deseada, en serie o en paralelo combinaciones de resistencias estándar se puede utilizar para obtener el divisor resistivo óptima.
Una vez que la calculadora ha determinado el óptimo R1 _ el valor, introduzca un valor estándar en la célula correspondiente a fin de estimar las V OUT_ los límites del rango.
Conecte> 1μF en paralelo con 0.1μF de baja ESR (<900mΩ) condensadores entre OUT_ y GND para la estabilidad del regulador. Estos condensadores se debe colocar lo más cerca posible al dispositivo. Utilice condensadores con un dieléctrico X7R para garantizar la estabilidad durante el funcionamiento la temperatura del alcance del dispositivo.
De manera análoga a la del condensador de entrada, un condensador de salida protege el dispositivo contra transitorios debido a cualquier inductancia en serie en la salida. Bajo ninguna circunstancia debe el voltaje en OUT_ ir por debajo de 0,3 V-, como se indica en el máximo absoluto Valoraciones sección de la hoja de datos. Un diodo Schottky se requiere como una abrazadera si los transitorios se espera que vaya por debajo del suelo, especialmente si una inductancia de salida antes de la carga está presente en el PCB . La tensión directa del diodo Schottky seleccionado debe ser menor de 0,3 voltios con una corriente directa igual a la corriente umbral límite. ³
Actual-límite umbral
Los límites MAX16948 la corriente de salida de OUT_ cuando la tensión en el pin lim_ alcanza el V LIM umbral (2,5 V típico). La corriente procedente de lim_ es proporcional a la corriente de carga procedente de OUT_ por un factor llamado corriente de sentido amplificador ( CSA ) de ganancia. De esta manera, el umbral de corriente límite I lim_ se establece con el R lim_ resistencia.
Determinar el óptimo R lim_ valor mediante la siguiente ecuación:
Donde yo lim_ es la deseada corriente límite umbral, V LIM (TYP) es el umbral de tensión típica en el pin lim_ donde se limita la corriente de salida (2,5 V), y A (TYP) es el valor típico de la ganancia de CSA ( 0.005mA/mA).
Seleccione un valor de resistencia estándar (R lim_ (ETS) ) lo más cerca posible a la I lim_ . Entonces la corriente típica de límite umbral es:
Teniendo en cuenta las tolerancias no correlacionadas, el peor de los casos-límite actual rango del umbral está entre las dos ecuaciones siguientes:
Y
Donde V lim_ (MIN) es 2.375V y V lim_ (MAX) es 2.625V; Un (MIN) es 0.00485mA/mA y A (MAX) es 0.00515mA/mA (para una salida de corriente típica de 100 mA); y R lim_ (MIN) y R lim_ (MAX) son los valores mínimo y máximo de R lim_basados en el valor de R TOL .
Si el rango de umbral de corriente límite no es adecuado, una combinación en serie o en paralelo de resistencias estándar se puede utilizar para obtener el rango óptimo.
La Calculadora de MAX16948 4 ayuda al usuario a elegir el R lim_ resistencia al seleccionar el límite del umbral de corriente límite de rango (I lim_ (TYP) , me lim_ (MIN) , o yo lim_ (MAX) ) para calcular el valor óptimo de R lim_ . Una vez que la calculadora ha determinado el óptimo R lim_ valor, introduzca un valor de resistencia estándar en la celda correspondiente a fin de estimar el I lim_ los límites del rango. De lo contrario, haga clic en el Paso a Paso botón para ser guiados a través de la sección de la calculadora de umbral de límite de corriente.
Un condensador de compensación 0.1μF (C lim_ ) debe ser colocado en paralelo con R lim_ para establecer un polo dominante en el bucle de limitación de corriente. Esto mantiene la estabilidad e impide transitorios de corriente rápida de disparo prematuramente el límite de corriente ( Figura 3 ).
Figura 3. El MAX16948 de salida de corriente límite.
ADC rango de entrada y precisión de salida de corriente de aire con sensor
Las fuentes MAX16948 una corriente proporcional a la corriente de carga desde el pasador OUT_ por la ganancia de CSA. Esta corriente que fluye a través de R SENSE_ produce una tensión proporcional a la corriente de salida. Con esta característica, es posible controlar la corriente de salida mediante el muestreo de la tensión en el pin SENSE_ con un ADC.
El ADC a gran escala de tensión de entrada (V ADCFS_ ) se ajusta con R SENSE_ .
Determinar el óptimo R SENSE_ valor mediante la siguiente ecuación:
Donde yo lim_ (TYP) es el típico de corriente límite umbral calculado en la sección anterior y A (TYP) es el valor típico de la ganancia de CSA (0.005mA/mA).
Seleccione un valor de resistencia estándar (R SENSE_ (ETS) ) lo más cerca posible a la I SENSE_ . Entonces el típico ADC escala completa tensión de entrada es:
Teniendo en cuenta la tolerancia de las resistencias (R TOL ), los valores mínimo y máximo de la tensión de entrada del ADC a gran escala son:
Y
Donde V lim_ (MIN) es 2.375V y V lim_ (MAX) es 2.625V; R lim_ (MIN) y R lim_ (MAX) se ha calculado en la sección anterior, y R SENSE_ (MIN) y R SENSE_ (MAX) son los valores mínimo y máximo de R SENSE_ basado en el valor de R TOL .
Uso de la salida actual de detección de la sección de la calculadora electrónica 5 , el usuario puede determinar fácilmente el R SENSE_ valor después de la inserción de la deseada ADC a gran escala de tensión de entrada (VADCFS_ ) y la tolerancia en I SENSE_ . Una vez que la calculadora ha determinado el óptimo R SENSE_ valor, introduzca un valor estándar en la celda correspondiente a fin de estimar las V ADCFS_ los límites del rango. De lo contrario, haga clic en el Paso a Paso botón para guiarse a través de salida de la calculadora en la sección sensora de corriente.
Sin embargo, antes de utilizar esta sección, es necesario determinar la I lim_ los límites del rango en la sección de la calculadora de umbral de límite de corriente.
Colocar un condensador 0.1μF (C SENTIDO ) en paralelo con R SENSE_ para mantener la tensión durante el muestreo del ADC ciclos ( Figura 4 ).
Figura 4. ADC rango de entrada.
Una vez que el voltaje en el pin SENSE_ se ha medido con el ADC (V ADC_ ), la corriente de salida se puede estimar por la siguiente fórmula:
Debido a la R SENSE_ tolerancia y el parámetro de dispersión sobre la ganancia de CSA, la corriente de salida estimado puede variar entre las dos ecuaciones siguientes:
Y
Sustituir el valor de la ganancia de CSA para una salida de corriente típica de 100mA:
Finalmente, la exactitud de la medición de la corriente hecha por el ADC es:
Este parámetro también se puede determinar en la fila de salida Precisión OCS de la calculadora en la sección sensora de corriente.
La detección de las condiciones de carga abierta y sobrecorriente
Además de muestreo ADC, libre de carga o las condiciones de sobrecorriente puede ser detectada mediante la utilización de los comparadores externos y R escisión SENSE_ en divisores resistivos (R3 _ , R4 _ , y R5 _ ) ( Figura 5).
Figura 5. Abierta de carga y la detección de sobrecorriente.
La salida de los comparadores (OC_ y OL_) indica el estado de funcionamiento del circuito como se muestra la Tabla 1.
| Tabla 1. Estado de funcionamiento del circuito | ||
| OC | OL | Estado |
| 0 | 0 | Funcionamiento normal |
| 0 | 1 | Open-carga |
| 1 | 0 | Condición de sobrecorriente |
| 1 | 1 | Estado no válido |
Determinar el R5 _ valor con la siguiente ecuación:
Where I OPEN-LOAD_ is the desired open-load threshold for the current flowing through the LDO/switch, V OL_,TH is the open-load voltage threshold for comparator U2 _ , and A (TYP) is the typical value of the CSA ganancia (0.005mA/mA).
Where I OVERCURRENT_ , which must be less than I LIM_(MIN) , is the desired overcurrent threshold for the current flowing through the LDO/switch; V OC_,TH is the overcurrent voltage threshold for comparator U1 _ ; and A (TYP) is the typical value of the CSA gain (0.005mA/mA).
Por último, calcule R3 _ :
R3 _ = R SENSE_ - R4 _ - R5 _
Teniendo en cuenta la tolerancia de la R3 _ , R4 _ , y R5 _ resistencias estándar (R TOL ) y el mínimo, típicos, y los valores máximos de la carga umbral abierto y sobrecorriente son:
Donde A (MIN) es 0.00485mA/mA y A (MAX) es 0.00515mA/mA (para una salida de corriente típico de 100mA); R4 _ (MIN) , R4 _ (MAX) , R5 _ (MIN) , y R5 _ (MAX) son los valores mínimo y máximo de R4 _ y R5 _ basado en la tolerancia de R TOL .
Inserción E ABIERTA LOAD_ (I OL_ ), me OVERCURRENT_ (I OC_ ), V OL_, TH , V OC_, TH , y la tolerancia de las resistencias. Una vez que usted ha utilizado la calculadora para determinar los valores óptimos para R4 _ , R5 _ , y R6 _ , insertar los valores estándar de resistencia en las células apropiadas con el fin de estimar el I OPEN-LOAD_ y yoOVERCURRENT_ los límites del rango.
Antes de usar la calculadora en la sección abierta de carga y detección de sobrecorriente, es necesario determinar la R SENSE_ valor en la sección de detección de salida de corriente.
Ejemplo de cálculos
Para estos cálculos de ejemplo, se asume una antena fantasma de la aplicación de suministro donde la tensión de alimentación es de 5V, la corriente de carga normal es de 100 mA, la corriente máxima-valor límite umbral es de 120 mA, y la corriente de salida se controla con un rango de entrada de 3.3V ADC .
Para este propósito, el divisor de resistencia externa compuesta de R1 _ y R2 _ debe ser dimensionado.
R2 _ (ETS) = 750Ω, R TOL = 1% (E96 de la serie)
Selección de una resistencia estándar de la serie E96 R1 _ (ETS) = 3010Ω), el rango de voltaje de salida es:
Para obtener un máximo de corriente límite del umbral (I lim_ (MAX) ) igual a 120 mA, R lim_ se puede calcular después de reacomodar el I lim_ (MAX) la ecuación:
Selección de una resistencia estándar de la serie E96 (R lim_ (ETS) = 4530Ω), el rango del umbral de límite de corriente es:
Con un rango de entrada ADC de 3,3 V, calcular la R óptima SENSE_ de la siguiente manera:
Selección de una resistencia estándar de la Serie E96 (R SENSE_ (ETS) = 6040O, R TOL = 1%), el ADC plena escala rango de tensión de entrada es:
V ADCFS_ (TYP) = R SENSE_ (ETS) × I lim_ (TYP) x A (TYP) = 6040Ω × × 0,005 = 110.375mA 3.333V
V ADCFS_ (MIN) = R SENSE_ (MIN) × I lim_ (MIN) x A (MIN) = 5979.6Ω × × 0,00485 = 100.794mA 3.104V
V ADCFS_ (MAX) = R SENSE_ (MAX) × I lim_ (MAX) x A (MAX) = 6100.4Ω × × 0,00515 = 120.685mA 3.571V
La precisión del control de corriente de salida es entonces como sigue:
Referencias
- Un carácter de subrayado después de un nombre de pasador se utiliza para indicar la posibilidad de múltiples canales (por ejemplo, SENSE_ significa SENSE1/SENSE2).
- Una tabla de resistencia estándar está disponible en la calculadora MAX16948.
- Véase el párrafo siguiente.
- Un defecto (MIN) y A (MAX) son utilizados por la calculadora MAX16948 para una salida de corriente típica de 100 mA, es posible modificar estos valores mediante el cambio en la hoja de MAX16948 CE.
- Un defecto (MIN) y A (MAX) son utilizados por la calculadora MAX16948 para una salida de corriente típica de 100 mA, es posible modificar estos valores mediante el cambio en la hoja de MAX16948 CE.
- Un defecto (MIN) y A (MAX) son utilizados por la calculadora MAX16948 para una salida de corriente típica de 100 mA, es posible modificar estos valores mediante el cambio en la hoja de MAX16948 CE.
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