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2015年1月27日 (火)

ADM7150(1st Ver.)

ADM7151は、低ドロップアウト(LDO)のリニア・レギュレータで、入力電圧は4.5 V~16Vで動作し、出力電流は最大800mAまで提供します。斬新で独自のアーキテクチャを使用することで、この製品は、高い供給電圧除去、低ノイズを提供し、小型10μFのセラミック出力コンデンサとともに、優れたラインおよび負荷トランジエント応答を達成します。出力電圧は、2つの抵抗器を使って1.5Vから入力電圧の5.1Vまで設定することができます。

ADM7151は、入力と出力電圧の機能として、消費電力を最適化したモデルとPSRR性能を最適化したモデルの2種のモデルがあります。ADM7151レギュレータの出力ノイズは、100Hz~100kHzで1.0μVrms(typ)で、10kHz以上でのノイズ・スペクトラル密度は1.7nV/√Hzです。

ADM7151は、8ピンの3 mm×3 mmLFCSPパッケージと8ピンのSOICパッケージで供給されますので、非常にコンパクトなソリューソンを実現できるだけではなく、小型、薄型で最大800mAの出力電流を必要とするアプリケーションに関して優れた熱性能を提供します

というアナデバのキャッチコピーから

Ultralow Noise RegulatorであるADM7150のパタ−ン設計をしてみました。

設計した基板の大きさは19x28.8mmです。
入力部に配置したX2Yのみセラミック・コンデンサです。
回路図は設計意図をイメージし易くするように書いてみました。
データシートにはC-BYPが1mFまで記されていますが
このとき電源の立ち上がり時間はどのくらいになるのでしょうか?
BYPキャップはOTA(Operational Trans-Conductance Amplifier)に接続されている。
このあたりが通常のLDOとコンセプトが異なっています。
OTAの基準電流出力とP-ch MOS FETの出力をE/A(Error Amp)で処理しています。
ADM7150のユニークな点は他にもありました。
入力にActive Ripple Filterが実装されていることです
Active Ripple FilterでPSRR(Power Supply Rejection Ratio)を稼いでいます。
VREG端子はActive Ripple Filter用のキャパシタを接続しますが
PSRRの観点から
容量値の異なるものを並列接続すると良いと考えました。
*
ADM7150 Schematic

20150127_234720

入出力のOS-CONはφ6.3からφ8まで対応できるようにランドを楕円にしてあります。

ピッチ2.5mmから3.5mmまで対応します。
低域のノイズ低減の為のC-BYPはPMLCの10uF+1uF(または0.1uF)を実装します。
もっと欲張りたい時は?サブ基板にMurataのECASを実装します。
出力電圧が3.3V時は330uF/4Vx3=990uF
出力電圧が5.0V時は220uF/6.3Vx3=660uFまで対応できます。
サブ基板を実装すると高さがOS-CONとバランスのとれた雰囲気になると推測しています。

20150127_2147002

ADM7150の最大許容出力電流はスペック値は800mAです。
半田面には下図のような放熱器を半田付け出来るようにしました。
ヘッドルームを1.2Vとしてどのくらいまで電流を流せるかは
基板を作ったときに実験してみます。
これの使用目的としてはアナログ回りではDACのI/V電源
デジタル回りではX'tal OSCの電源とかに考えていますので
裸基板のままで十分だと推察しています。
しかしながらスペースが許るされる時は放熱器でチップ温度の上昇を
抑えておく事はアナログ電源の基本だと思います。

20150127_215418

写真は購入したADM7151の評価基板です。
まだ火入れはしていません。
上述の基板を作ったおりに比較してみたいと思います。
大きさは38mmx37mmです。
グランドプレーンをヒートシンクとして利用してます。
今回設計した基板の大きさは19x28.8mmです。

20150127_225808

追補

ADM7151の可変タイプは用途によって2種類ありますので可変タイプを使うときには注意して下さい。

以下はデータシートからの引用です。
ADM7151は、入力と出力電圧の機能として、消費電力を最適化したモデルとPSRR性能を最適化したモデルの2種のモデルがあります。ADM7151レギュレータの出力ノイズは、100Hz~100kHzで1.0μVrms(typ)で、10kHz以上でのノイズ・スペクトラル密度は1.7nV/√Hzです。

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