Der LDO-Regler TPS7A02 liefert medizinischen Wearables die nötige Versorgungsspannung, um Körpersignale präzise zu erfassen.

Bild: Texas Instruments

Neuer Low-Dropout-Linearregler Batterielebensdauer von IoT- und Medizingeräten verdoppeln

17.09.2019

Texas Instruments hat einen linearen Low-Dropout-Spannungsregler (LDO) vorgestellt, dessen Ruhestromaufnahme so gering sein soll, dass die Batterielebensdauer von Elektroniksystemen mindestens verdoppelt werden kann. Der Regler dient Entwicklern dazu, schwierige Design-Herausforderungen zu bewältigen, zum Beispiel bei Medizingeräten oder Wearables.

Der Baustein TPS7A02 weist mit weniger als 25 nA die laut Herstellerangaben branchenweit geringste Ruhestromaufnahme (IQ) auf. Er soll diesen IQ-Wert bei geringer Last auch in Dropout-Situationen aufrechterhalten können. Entwickler sollen so die Batterielebensdauer ihrer Applikationen mindestens auf das Doppelte steigern können.

Da mit dem kleinen Lösungs-Footprint weniger Platz für die Stromversorgung benötigt wird, können kleinere, leichtere und effizientere Produkte designt werden. TI bietet den TPS7A02 in gängigen Gehäusen an, wodurch er andere Produkte in Designs direkt ersetzen kann. Der Baustein verfügt laut Hersteller zudem über ein sehr gutes Einschwingverhalten, was kürzere Aktivierungszeiten ermöglicht und den Applikationen damit zu besseren Reaktionszeiten und dynamischen Eigenschaften verhilft.

Wichtige Eigenschaften des Linearreglers

TI stellt für seinen neuen Regler TPS7A0 folgende Merkmale heraus:

  • verlängerte Systemlaufzeit und -lebensdauer: Die mit geringer Ruhestromaufnahme auskommende Regelungsfunktion des TPS7A02 bei niedriger Last erlaubt Entwicklern mindestens eine Verdoppelung der Batterielebensdauer von Applikationen, die etwa mit Lithium-Ionen-Batterien arbeiten. Kommt der TPS7A02 beispielsweise in Funk-Videotürklingeln und Überwachungskameras zum Einsatz, lässt sich eine Batterielebensdauer von 24 Monaten oder mehr erzielen. Der geringe IQ-Wert im Shutdown-Status von 3 nA soll außerdem die Lagerfähigkeit der Batterien in tragbaren Medizingeräten und Wearables gegenüber konkurrierenden Bausteinen bis um den Faktor fünf erhöhen.

  • kürzere Aktivierungszeiten, bessere Dynamikeigenschaften: Der TPS7A02 stabilisiert sich bei Lastsprüngen von 1 auf 50 mA in weniger als 5 µs. Das ermöglicht es, Applikationen mit kürzeren Reaktionszeiten und besseren Dynamikeigenschaften zu entwickeln. Mit seiner Fähigkeit zur zügigen Reaktion auf schnelle Lastwechsel bei minimaler Änderung der Ausgangsspannung bietet der Regler Vorteile für präzise, stromsparende Anwendungen wie etwa drahtlose IoT- und tragbare Medizingeräte, die hochwertige Versorgungsspannung benötigen, um Körpersignale präzise erfassen zu können.

  • kleinere Lösungsabmessungen, kürzere Markteinführungszeit: Der TPS7A02 wechselt automatisch und ohne Zutun externer Schaltungen oder Bauelemente aus einem IQ-reduzierenden Low-Load-Status in eine Hochlast-Betriebsart mit kurzer Einschwingzeit. Entwickler sollen deshalb die Lösungsabmessungen um 70 Prozent reduzieren können, um ihre Designs für beengte Platzverhältnisse mit mehr Funktionalität auszustatten oder mit kleineren Leiterplatten die Systemkosten zu senken.

Systeme weiter optimieren

Der TPS7A02 ergänzt das bestehende Angebot von TI an Low-IQ-LDOs. Wird der TPS7A02 zusammen mit anderen Ultra-Low-IQ-Bauelementen eingesetzt, können Entwickler die Batterielebensdauer und die Leistungsfähigkeit ihrer Systeme weiter optimieren. Beispiele für solche Bauelemente sind die Ultra-Low-Power-MCUs der MSP430-Familie, die SimpleLink-MCU CC2642R, der Nanopower-Operationsverstärker TLV8802 und der Low-Power-Temperatursensor TMP1075.

Gehäuse, Verfügbarkeit und Preise

Vorserienmuster des TPS7A02 sind im TI-Store im 1 mm x 1 mm großen X2SON-Gehäuse (Small Outline No-lead mit vier Pins) lieferbar; bis zum Ende des Jahres soll auch eine Version in einem 2,9 mm x 1,6 mm großen SOT-23-Gehäuse verfügbar sein. Anfang 2020, so heißt es von TI, kommt zusätzlich eine Version mit DSBGA-Gehäuse (Die-Size Ball Grid Array) mit vier Pins und Maßen von 0,65 mm x 0,65 mm.

Die Preise beginnen bei 0,49 US-Dollar (ab 1.000 Stück). Das universelle Evaluation-Modul MULTIPKGLDOEVM-823 für LDO-Linearspannungsregler ist für 20 US-Dollar verfügbar.

Bildergalerie

  • Der Linearregler TPS7A02 von Texas Instruments.

    Bild: Texas Instruments

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