SGM2209：高性能負輸出線性穩(wěn)壓器的卓越之選

在電子設(shè)計領(lǐng)域，電源管理是一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。一款性能出色的線性穩(wěn)壓器能夠為各種電子設(shè)備提供穩(wěn)定、干凈的電源，確保設(shè)備的正常運行。今天，我們就來深入了解一下SGMICRO推出的SGM2209 -24V, -500mA低噪聲、高PSRR負輸出線性穩(wěn)壓器。

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一、產(chǎn)品概述

SGM2209是一款低功耗、低噪聲、快速瞬態(tài)響應(yīng)且低壓差的線性穩(wěn)壓器，能夠提供 -500mA 的輸出電流。其輸入電壓范圍為 -2.7V 至 -24V，可調(diào)輸出電壓范圍為 -1.2V 至 (-VIN + VDROP)。此外，該穩(wěn)壓器還具備邏輯控制關(guān)機模式、短路電流限制和熱關(guān)斷保護等功能，并且在禁用狀態(tài)下具有自動放電功能，可快速釋放 Vout。

SGM2209提供了Green TDFN - 2×2 - 6AL、TDFN - 3×3 - 8L 和 SOT - 23 - 5 三種封裝形式，工作溫度范圍為 -40℃ 至 +125℃，適用于多種工業(yè)和醫(yī)療設(shè)備、通信和基礎(chǔ)設(shè)施、精密放大器以及 ADC 和 DAC 電路等應(yīng)用場景。

二、產(chǎn)品特性

1. 寬輸入電壓范圍

輸入電壓范圍為 -2.7V 至 -24V，能夠適應(yīng)不同的電源環(huán)境，為設(shè)計提供了更大的靈活性。

2. 多種固定輸出電壓選項

提供 -1.2V、 -1.5V、 -1.8V、 -2.5V、 -2.8V、 -3.0V、 -3.3V 和 -5.0V 等多種固定輸出電壓，滿足不同應(yīng)用的需求。

3. 可調(diào)輸出電壓

可調(diào)輸出范圍從 -1.2V 至 (-VIN + VDROP)，用戶可以根據(jù)實際需求進行靈活調(diào)整。

4. 高精度輸出電壓

輸出電壓精度在 +25℃ 時為 ±1%，在 -40℃ 至 +125℃ 溫度范圍內(nèi)為 ±1.5%，確保了輸出電壓的穩(wěn)定性和準確性。

5. 低靜態(tài)電流

在 -500mA 負載下，靜態(tài)電流低至 -1.2mA（典型值），有助于降低功耗，延長設(shè)備的電池續(xù)航時間。

6. 低壓差電壓

在 -500mA 負載、VOUT = -3.0V 時，壓差電壓低至 -345mV（典型值），提高了電源轉(zhuǎn)換效率。

7. 低噪聲

在不同輸出電壓下，輸出噪聲均處于較低水平，如 VOUT = -1.2V 時為 10.5μVRMS（典型值），VOUT = -2.5V 時為 12μVRMS（典型值），VOUT = -5.0V 時為 16μVRMS（典型值），適用于對噪聲敏感的應(yīng)用。

8. 高 PSRR

在 10kHz、VOUT = -2.5V 時，PSRR 為 -60dB，能夠有效抑制電源紋波和噪聲，提高電源質(zhì)量。

9. 正或負使能邏輯

支持正或負使能邏輯，方便用戶根據(jù)實際需求進行控制。

10. 保護功能

具備電流限制和熱保護功能，能夠有效保護設(shè)備免受過載和過熱的影響。同時，輸出自動放電功能可在設(shè)備關(guān)機時快速釋放輸出電壓，提高了系統(tǒng)的安全性。

11. 小尺寸陶瓷電容穩(wěn)定性

使用小尺寸陶瓷電容即可保持穩(wěn)定，減小了電路板的尺寸和成本。

12. 低關(guān)機電源電流

關(guān)機狀態(tài)下，電源電流低至 -1.1μA（典型值），進一步降低了功耗。

三、典型應(yīng)用電路

文檔中給出了典型應(yīng)用電路示例，輸入電壓 VIN = -8V，輸出電壓 VOUT = -5V。電路中使用了 2.2μF 的輸入電容 CIN 和輸出電容 COUT，通過合理的電路設(shè)計，可以確保穩(wěn)壓器的穩(wěn)定運行。對于固定輸出電壓版本和可調(diào)輸出電壓版本，電路的連接方式略有不同，用戶可以根據(jù)實際需求進行選擇。

四、封裝與訂購信息

SGM2209提供了多種封裝形式和不同的輸出電壓選項，每個型號都有對應(yīng)的訂購編號、封裝標記和包裝選項。用戶可以根據(jù)自己的需求選擇合適的封裝和型號。例如，TDFN - 2×2 - 6AL 封裝的 SGM2209 - 1.2 型號，訂購編號為 SGM2209 - 1.2XTDI6G/TR，包裝形式為 Tape and Reel，每盤 3000 個。

五、電氣特性

文檔詳細列出了 SGM2209 的各項電氣特性參數(shù)，包括輸入電壓范圍、輸出電壓精度、反饋電壓、壓差電壓、輸出電流限制等。這些參數(shù)為工程師在設(shè)計電路時提供了重要的參考依據(jù)。例如，在不同輸出電流下，輸入電壓范圍會有所不同；輸出電壓精度在不同溫度和負載條件下也會有一定的變化。

六、典型性能特性

通過一系列的圖表展示了 SGM2209 的典型性能特性，如開啟特性、線路瞬態(tài)響應(yīng)、負載瞬態(tài)響應(yīng)、電源抑制比與頻率的關(guān)系、輸出噪聲密度與頻率的關(guān)系等。這些特性直觀地反映了穩(wěn)壓器在不同工作條件下的性能表現(xiàn)，幫助工程師更好地了解和使用該產(chǎn)品。例如，從負載瞬態(tài)響應(yīng)圖表中可以看出，當負載電流發(fā)生變化時，輸出電壓能夠快速恢復(fù)穩(wěn)定，具有良好的瞬態(tài)響應(yīng)性能。

七、應(yīng)用信息

1. 電容選擇

輸入電容 CIN 和輸出電容 COUT 的選擇對于穩(wěn)壓器的性能至關(guān)重要。輸入電容應(yīng)選擇 2.2μF 或更大的 X7R 或 X5R 陶瓷電容，并盡可能靠近 VIN 引腳連接，以確保設(shè)備的穩(wěn)定性和動態(tài)性能。輸出電容同樣應(yīng)選擇 2.2μF 或更大的 X7R 或 X5R 陶瓷電容，且最小有效電容為 1.5μF。同時，要考慮溫度、直流偏置和封裝尺寸對電容有效電容的影響，在設(shè)計時預(yù)留足夠的余量。較大電容值和較低 ESR 的輸出電容有助于提高高頻 PSRR 和改善負載瞬態(tài)響應(yīng)。

2. 使能引腳操作

EN 引腳用于在正常工作條件下啟用和禁用 VOUT 引腳。當使用自動啟動時，將 EN 引腳連接到 VIN 引腳。當 EN 相對于 GND 為 ±2.0V 時，設(shè)備處于激活狀態(tài)；當 EN 為 0V 時，設(shè)備處于關(guān)機狀態(tài)。此時，一個約 200kΩ 的放電電阻連接到 VOUT 引腳，將 VOUT 引腳拉至 GND。SGM2209 的 EN 引腳為雙極性，使能電壓可以為正或負，并且具有典型的滯后特性，可防止因 EN 引腳噪聲導(dǎo)致的開關(guān)振蕩。

3. 可調(diào)穩(wěn)壓器

對于 SGM2209 - ADJ 型號，可以通過使用電阻分壓器來設(shè)置輸出電壓。選擇 RFB2 小于 120kΩ 以保持 10μA 的最小負載，輸出電壓可以通過公式 (V{OUT }=-1.2 V timesleft(1+R{FB 1} / R_{FB 2}right)) 計算得出。

4. 輸出電流限制和短路保護

當發(fā)生過載事件時，輸出電流會被內(nèi)部限制在 -1.05A（典型值）。當 VOUT 引腳短路到地時，短路保護將輸出電流限制在 -360mA（典型值），有效保護設(shè)備免受損壞。

5. 熱關(guān)斷

SGM2209 能夠檢測芯片溫度，當芯片溫度超過熱關(guān)斷閾值時，設(shè)備將進入關(guān)機狀態(tài)，直到芯片溫度降至 +140℃ 才會恢復(fù)正常工作，確保了設(shè)備的安全性和可靠性。

6. 功率耗散

SGM2209 的功率耗散 (P{D}) 可以通過公式 (P{D}=(V{IN }-V{OUT }) ×I{OUT }) 計算。最大允許功率耗散 (P{D(MAX)}) 受多種因素影響，包括結(jié)溫與環(huán)境溫度的差值、封裝熱阻、環(huán)境氣流速率和 PCB 布局等，可以通過公式 (P{D(MAX)}=left(T{J(MAX)}-T{A}right) / theta{J A}) 近似計算。

7. 布局指南

為了獲得良好的 PSRR、低輸出噪聲和高瞬態(tài)響應(yīng)性能，輸入和輸出旁路電容應(yīng)分別盡可能靠近 VIN 引腳和 VOUT 引腳放置，以減少線路電感和噪聲干擾。

八、總結(jié)

SGM2209 是一款性能卓越的負輸出線性穩(wěn)壓器，具有寬輸入電壓范圍、多種輸出電壓選項、高精度、低噪聲、高 PSRR 等優(yōu)點，同時具備完善的保護功能和良好的瞬態(tài)響應(yīng)性能。在設(shè)計電子設(shè)備時，工程師可以根據(jù)具體需求選擇合適的封裝和型號，并遵循應(yīng)用信息中的建議進行電路設(shè)計和布局，以充分發(fā)揮 SGM2209 的性能優(yōu)勢，為設(shè)備提供穩(wěn)定、可靠的電源。

你在使用 SGM2209 或其他線性穩(wěn)壓器的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。