使用小封裝的電壓基準(zhǔn)縮減PCB板尺寸設(shè)計(jì)

1.前言

任何設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品的人都被迫在功能和PCB設(shè)計(jì)空間上進(jìn)行權(quán)衡，減少PCB布局也是一個(gè)很重要的考量。

隨著電子設(shè)計(jì)的進(jìn)步，新技術(shù)的每一次迭代都需要更多的創(chuàng)造力。在增加功率密度和減小電源尺寸的同時(shí)添加新的復(fù)雜功能成為關(guān)鍵優(yōu)先事項(xiàng)。雖然這個(gè)問題幾乎涉及所有應(yīng)用，但在 LED 燈條等微型設(shè)計(jì)中尤其嚴(yán)重，因?yàn)?LED 板及其周圍技術(shù)的寬度有限，或者在涉及效率和功率密度必須同時(shí)兼顧的反激式轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)中。

2，具體設(shè)計(jì)

圖 1 顯示了TL431的簡(jiǎn)化內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這是一種分流電壓基準(zhǔn)，由于其帶隙和誤差放大器集成，這是從事 LED 照明應(yīng)用的設(shè)計(jì)工程師的常見選擇。

該TL431的功能非常強(qiáng)大，設(shè)計(jì)師可以在許多不同的配置使用它，從電源適配器電壓比較器，甚至電流源。

到目前為止，它僅適用于含鉛封裝，例如 2.9-mm-by-2.5-mm-by-1-mm 小外形晶體管 (SOT) 23-3 封裝或 2.0-mm-by-2.5mm- by-1mm SC70-6 封裝。

圖 1：TL431并聯(lián)電壓基準(zhǔn)的簡(jiǎn)化內(nèi)部結(jié)構(gòu)

在 LED 應(yīng)用以及許多其他功率密集型設(shè)計(jì)中，TL431通?？刂乒嚯娏骱屠娏?；LED 板可將其用于脈寬調(diào)制 (PWM) 應(yīng)用。TL431在 LED 應(yīng)用中至關(guān)重要，因?yàn)閮?nèi)部誤差放大器反饋允許在 25C 時(shí)實(shí)現(xiàn) 0.5% 的準(zhǔn)確度或在整個(gè)溫度下為 LED 電流調(diào)節(jié)提供 1.5% 的準(zhǔn)確度。

高精度允許在多個(gè) LED 燈條或大功率 LED 應(yīng)用中保持一致的溫度。的TL431的大的增益帶寬也有利于更高的頻率切換，這使得設(shè)計(jì)人員調(diào)光，以實(shí)現(xiàn)更高的對(duì)比度。然而，隨著微型 LED 將封裝尺寸推向 0402 和 0603 設(shè)備類別，TL431 SOT23-3 封裝變得太大，在纖薄的印刷電路板上占用太多空間，否則這些空間可以專用于額外的 LED。

3.優(yōu)勢(shì)：比 0603 電阻需要的空間小

在我們?cè)O(shè)計(jì)PCB上，節(jié)省的每一毫米空間都很重要，許多集成電路制造商正在探索用于常見設(shè)備的更小尺寸的封裝。該ATL431LI是下一代的TL431，其在1毫米×1毫米逐0.4毫米超小外形無引線（X2SON）封裝是比典型的0602電阻小。所述ATL431LI X2SON設(shè)有拐角襯墊，產(chǎn)生，允許它保持0.65毫米間距，相同于圖2中所示SC70-6包，賦予其與拾放機(jī)更大的相容性。

圖 2：SOT23-3、SC70-6 和 X2SON 封裝與 0603 電阻器之間的封裝引腳間距比較

由于ATL431LI 的尺寸和高度減小，因此在布局和電路板設(shè)計(jì)方面具有更大的靈活性，允許設(shè)計(jì)人員在其設(shè)計(jì)中添加額外的 LED，同時(shí)還提高了內(nèi)部誤差放大器的增益帶寬，有利于 LED 燈條進(jìn)行調(diào)光。圖 3 顯示了使用ATL431LI控制 LED 的典型原理圖。

圖 3：ATL431LI 的LED 電流吸收器

在其他設(shè)計(jì)中，尤其是那些涉及反激式轉(zhuǎn)換器或過壓保護(hù)的設(shè)計(jì)（圖 4）中，ATL431LI在布局過程中為工程師提供了更大的靈活性，允許在電路板上更優(yōu)化地放置各種組件，從而提高功率密度和效率.

圖 4：ATL431LI 的過壓保護(hù)