浙江省微波毫米波射频产业联盟旗下的浙江航芯源集成电路科技有限公司是一家主营宇航级高可靠电源芯片设计开发、生产测试与销售的高新技术企业。在宇航用高可靠电源配电领域,公司具有较全面产品线,产品可广泛应用于航天器电源配电、热控、载荷、模拟和数字芯片供电等多个领域。公司开发的多款宇航用芯片已为国内多个重大星载项目配套使用,产品性能良好、供货稳定、质量可靠。可为我国宇航级电源配电领域提供完善的解决方案及技术支持。
本文所介绍的C41301RH是-5.5V,400mA线性稳压芯片。芯片具有低至220mV的漏失电压,同时具有不错的噪声性能,优秀的PSRR(电源抑制比Power Supply Rejection Ratio),以及出色的负载、线性调整率。芯片提供可-5.5V~-0.4V的超宽输出电压范围,满足不同电压需求。
图1 功能框图
· 输入电压:-5.5V~-3V
· 高输出范围:VIN-VDO~-0.4V
· 输出电流:400mA
· PSRR62dB@10kHz(Iload=400mA,CNR=10nF)
· 低输入输出压差:220mV@400mA
· 正负均可控使能输入:大于1.5V或小于-1.5V
· 出色的负载、线性调整率
· 内部集成过流保护
· 总剂量(TID)耐受:≥100k rad(si)
· 单粒子锁定及烧毁对线性能量传输(LET)的抗干扰度:≥75MeV*cm2/mg
表 1 绝对最大额定值
(1) 使用中超过这些绝对最大值可能对芯片造成永久损坏。
· 裸芯片尺寸:1295 *2240 μm2(包含划片槽)
· PAD尺寸:100*100μm2
表 2 C41301RH引脚介绍
图 10 C41301RH推荐工作电路
表 3 外围元器件清单(VOUT= -5V)
输入端口设置
在输入和地之间紧靠芯片地方连接一个不低于0.1μF旁路电容,有助于系统稳定以及提高瞬态响应速度和电源抑制比。如果需要更大更快速电流瞬态响应速度,需要采用更大容值旁路电容。推荐采用10μF陶瓷电容。
使能输入
本芯片为负压LDO,为了兼顾芯片的应用环境,特设有正负条件下均可开启芯片的使能输入功能。当EN引脚电压大于1.5V时,芯片开启。当EN引脚电压小于-1.5V时,芯片亦可以开启。当EN引脚采用正电压开始时,建议EN输入电压不超过3.5V。
可调输出电压
输出电压通过设置VOUT到FB端口的分压电阻实现。建议使用1%精度或者更高精度的电阻实现。当下拉电阻R2使用10kΩ时,用公式(1)去计算上拉电阻R_t。想提高轻载时的效率,可以使用更大的上拉电阻。但是请注意如果使用过大的上拉电阻,转换器器将会对噪声和电压误差更加敏感。
· 其中,FB= -0.405V
输出电容
为了芯片的工作状态稳定,在芯片输出和地之间需要连接一个不低于2.2μF的陶瓷电容。当需要大输出负载时,建议适度增加输出电容值。推荐采用10μF陶瓷电容。
滤噪引脚
当滤噪引脚NR连接10nF电容到地时,芯片可以实现低至61μVRMS的噪声,满足低噪需求应用场合。如果不需要低噪声亦可以不连接此电容。注意由于增加了此滤噪电容,内部BG起电变慢,导致输出起电变慢。
1) 输出端口禁止接地;
2) 器件不能超过极限工作条件使用;
3) 电源去耦:应在靠近器件电源引出端处可采用10μF电容。此外,线路板布线应尽量短,尽量避免直角、锐角走线;
4) 工作时先检查电源、地是否接触良好后再接通器件电源。
图 11 封装尺寸图
图12 C41301RH芯片实物图
综上所述,C41301RH产品应用于宇航级栅压调节、AD或DA负压供电等场合。芯片设计与应用满足宇航级产品性能要求。