Eficiência, eficiência, eficiência. É tudo o que os engenheiros falam agora. Às vezes, é uma boa ideia olhar além disso para descobrir a melhor solução para um projeto. Reguladores de tensão de baixa queda (LDO) merecem alguma atenção nesses casos. Os reguladores de tensão LDO de hoje possuem algumas vantagens únicas. Neste artigo, examinaremos os principais benefícios que os LDOs oferecem para dispositivos portáteis de baixa potência e fontes secundárias em projetos de microcontroladores e FPGA.
Além da eficiência em projetos de baixo consumo de energia
Para um dispositivo portátil de consumo ou uma unidade de sensor de controle industrial que necessita, por exemplo, de 100mA, você pode optar por baterias primárias de lítio AA, como as Energizer L91. Essa bateria forneceria 3000mAh, ou 30 horas, com uma carga de 100mA. Colocar duas baterias em série resultaria em uma saída máxima de 3,4V e mínima de 2,8V após 30 horas. Um regulador de tensão LDO de tensão fixa para uma alimentação de 2,5V pode ter uma queda de tensão de 0,18V, então há uma boa margem aí. Ao projetar para aplicações de baixa potência, precisamos de tanta vida útil da bateria quanto possível. Portanto, se estivermos usando apenas 18mW para o regulador, obtemos uma tensão exata de ±1%. A eficiência pode não ser tão boa quanto a de um regulador de comutação, mas é um design muito mais simples e confiável com algumas vantagens significativas. Vamos considerar, por exemplo, as vantagens de um Regulador de Tensão LDO SMT da série NR1600 da Nisshinbo. Esta família oferece tensões de saída fixas (1,0V a 3,6V) e ajustáveis (1,0V a 4,8V) com corrente de saída de até 500mA. O NR1600 vem em um pequeno pacote DFN1212-6-GK de 1,2 x 1,2 x 0,4 mm (Figura 1). Existem vantagens distintas aqui.
Os primeiros e mais proeminentes benefícios são simplicidade e confiabilidade. O tamanho reduzido e a baixa contagem de componentes necessários para este circuito LDO significam maior confiabilidade e menor custo – para peças, inspeção, inventário e layout de placas.
O segundo ganho é uma inicialização suave programável. Muitas vezes, os engenheiros não consideram a inicialização do sistema como um ponto crucial. Na inicialização, a corrente de entrada para o capacitor de saída e para todo o circuito pode ser problemática. Isso pode perturbar a fonte de alimentação da bateria ou circuitos de proteção, ou causar interferência devido a um pico de ruído difícil de rastrear. Suave é melhor. É menos estressante para todos os componentes.
O NR1600 tem um limite típico de corrente de entrada na inicialização de 160mA, adicionando uma temporização de inicialização suave ajustável de zero a cerca de 1,7ms, definida com um único capacitor, para um controle de inicialização ainda melhor. Para aplicações que exigem sequenciamento de inicialização, uma saída de sinal de boa potência e uma entrada habilitada por chip permitem fácil configuração para inicialização suave sequencial de duas fontes de alimentação (Figura 2).
O chip consome uma corrente de repouso de apenas 80µA. Você pode desativar a função de habilitação quando a alimentação não é necessária e entrar em um estado de baixa potência. O NR1600 também apresenta uma tensão de ruído na saída de apenas VSET x 30µVrms. A regulação é excelente também. À temperatura ambiente, é de ±1%, e entre -40°C e +85°C, é apenas 3%, ou 54mV para um dispositivo de 1,8V.
Além disso, o chip possui uma rejeição de ondulação de 75dB a 1kHz e uma função de desligamento térmico a +165 °C. O bloqueio de subtensão é padrão. Uma função de descarga opcional realiza um pull-down na saída quando a habilitação do chip está desativada, durante o desligamento térmico ou no bloqueio de subtensão. Um FET (32W) é usado para remover qualquer carga residual. As aplicações para o NR1600 incluem dispositivos portáteis de consumo e equipamentos de comunicação, equipamentos de controle industrial de baixa potência e qualquer projeto que exija vários barramentos de energia. Este dispositivo deve ser utilizado em qualquer lugar onde o tamanho reduzido e a confiabilidade sejam fatores importantes.
Conclusão
Embora a eficiência tenha sido há muito tempo o principal foco no projeto de baixa potência, simplicidade e confiabilidade são fatores adicionais que colocam os reguladores de tensão LDO em uma posição vantajosa. A série de reguladores de tensão LDO NR1600 da Nisshinbo Micro Devices destaca-se pelo seu tamanho compacto, confiabilidade e desempenho eficiente. Ideais para uma ampla gama de aplicações, desde eletrônicos de consumo até controles industriais, esses reguladores representam uma combinação de simplicidade e avanço tecnológico que atende às necessidades dos projetos modernos de fontes de alimentação.
Artigo escrito por Jim Harrison e publicado no blog da Mouser Electronics: Reliable LDO Voltage Regulators Have Advantages
Traduzido pela Equipe Embarcados. Visite a página da Mouser Electronics no Embarcados
