特征

*5V±2%输出

*低70微安静态电流

*主动复位

*启用开/关和激活/休眠模式控制的输入

*100mA输出电流能力

*故障保护+60V峰值瞬态电压-15V反向电压短路热过载

*低反向电流（输出到输入）

程序包选项

说明

CS8101是一个精密的5V微功率稳压器，具有非常低的静态电流（100微安负载时为70微安）。5V输出精度在±2%以内，提供100mA的负载电流，典型的压降电压仅为400中压微处理器控制逻辑包括输入和激活。这种低静态电流、卓越的调节器性能和控制逻辑的结合使得CS8101非常适合任何电池操作、微处理器控制的设备。

激活电路包括滞后，并在低至1V的输出电压下正常工作。如果输出电压超出调节限值超过200mV，则在通电顺序期间或正常工作期间激活复位功能。逻辑级兼容输入允许用户将调节器置于关机模式，在这种模式下，调节器仅吸收20微安的典型静态电流。

调节器可防止蓄电池反向、短路、过电压和热过载情况。该装置能够承受负载卸载瞬变，适合在汽车环境中使用。

CS8101在功能上等同于国家半导体LP2951系列低电流调节器。

方块图

电路说明

电压基准和输出电路

输出级保护

输出级受到过电压、短路和热失控条件的保护（图1）。

如果输入电压上升到30V以上（例如负载卸载），输出将关闭。这种响应保护内部电路，使集成电路能够经受意外的电压瞬变。

如果电源装置的连接温度超过180ßC（典型值），负载电流能力就会降低，从而防止热过载。这种热管理功能是防止模具过热的有效手段，因为负载电流是集成电路的主要热源。

调节器控制功能

CS8101包含两个微处理器兼容的控制功能：启用和复位（图2）。

启用功能

启用功能打开和关闭输出晶体管。当使能导线上的电压超过1.4V典型值时，输出通过晶体管关闭，使高阻抗面对负载。集成电路将保持睡眠模式，仅消耗50A，直到该输入上的电压降到启用阈值以下。

重置功能

当集成电路通电时，产生复位信号（低电压），直到VOUT在调节输出电压的250毫伏范围内，或当VOUT失去调节，并且低于调节输出电压300毫伏。函数中包含50mV的滞后，以最小化振荡。

复位输出是开路集电极NPN晶体管，由低压检测电路控制。该电路在功能上独立于IC的其余部分，从而保证复位信号对低至1V的VOUT有效。

引线上的外部RC网络（图3）为大多数基于微处理器的应用提供足够长的延迟。可以使用以下公式选择RC值：

式中：RRST=延迟电阻器；

RIN=μP端口阻抗；

RTOT=RRST与RIN并行；

CRST=延迟电容器；

tDelay=所需延迟时间；

VRST=导线的VSAT（开启时为0.7V）；

VT=阈值。

应用程序说明

图4所示的电路允许微处理器控制其电源CS8101调节器。P上的I/O端口和交换机端口用于驱动Q1的底座。当Q1被驱动到饱和时，使能导线上的电压降到其较低的阈值以下。调节器的输出已启用。当驱动电流被移除时，使能导线上的电压升高，输出关闭，IC进入休眠模式，在该模式下，最大电流为50 A。

通过将这两个控件与ENABLE lead耦合，系统增加了灵活性。一旦系统运行，只要I/O端口继续驱动Q1，交换机的状态就无关紧要。一旦开关打开，微处理器就可以通过提取驱动电流来关闭自己的电源。这个在I/O端口的软件控制允许微处理器在断电前完成关键的管理功能。

表1总结了逻辑选项。

微处理器的I/O端口通常提供50 A至Q1。在汽车应用中，开关与点火开关相连。

稳定性考虑

输出或补偿电容有助于确定线性调节器的三个主要特性：启动延迟、负载瞬态响应和回路稳定性。

电容器的价值和类型应基于成本、可用性、尺寸和温度限制。钽或铝电解电容器是最好的，因为电渣重熔几乎为零的薄膜或陶瓷电容器会导致不稳定。铝电解电容器是最便宜的解决方案，但是，如果电路在低温（-25℃～-40℃）下工作，电容器的值和ESR都会有很大的变化。电容器制造商的数据表通常提供这些信息。

图5中所示的输出电容值应该适用于大多数应用，但它不一定是优化的解决方案。

要确定COUT在特定应用中的可接受值，请从推荐值的钽电容器开始，并致力于开发成本更低的替代零件。

步骤1：将带有推荐值钽电容器的完整电路置于最低规定工作温度的环境室中，并用示波器监测输出。与电容器串联的十年箱将模拟铝电容器的较高ESR。把十年箱放在试验箱外面，较长引线所增加的小电阻可以忽略不计。

步骤2：当输入电压达到最大值时，缓慢地将负载电流从零增加到满负载，同时观察输出是否有任何振荡。如果没有观察到振荡，电容器足够大，以确保在稳态条件下的稳定设计。

步骤3：使用十年箱将电容器的ESR从零增加，并改变负载电流直到出现振荡。记录引起最大振荡的负载电流和ESR值。这表示调节器在低温下的最坏负载条件。

步骤4：保持步骤3中设置的最坏负载条件，并改变输入电压，直到振荡增加。

该点代表最坏情况下的输入电压条件。

步骤5：如果电容器足够，对下一个较小值的电容器重复步骤3和4。较小的电容器通常成本较低，占用较少的板空间。如果输出在预期工作条件范围内振荡，则用下一个较大的标准电容值重复步骤3和4。

步骤6：通过切换不同频率的负载来测试负载的瞬态响应，以模拟其实际工作环境。改变ESR以减少响铃。

步骤7：从环境室中取出装置，并用加热枪加热IC。按照步骤5中的说明改变负载电流，以测试是否有任何振荡。

一旦找到具有最大ESR的最小电容值，应添加一个安全系数，以考虑电容的公差和调节器性能的任何变化。大多数优质铝电解电容器的公差为-20%，因此发现的最小值应至少增加50%，以允许该公差加上在低温下发生的变化。电容器的ESR应小于上述步骤3中最大允许ESR的50%。

单输出线性调节器功耗的计算

单个输出调节器（图6）的最大功耗为：

其中：VIN（max）是最大输入电压，VOUT（min）是最小输出电压，IOUT（max）是应用程序的最大输出电流，并且IQ是调节器消耗的静态电流IOUT（最大值）。

一旦知道PD（max）的值，就可以计算RQJA的最大允许值：

然后可以将RQJA的值与数据表的package部分中的值进行比较。那些RQJA小于等式2中计算值的封装将使模具温度保持在150°C以下。

在某些情况下，没有一个封装足以散发IC产生的热量，并且需要外部散热器。

散热器

散热片有效地增加封装的表面积，以改善热量从集成电路流向周围空气的流动。

集成电路和外部环境之间的热流道中的每一种材料都将具有热阻。与串联电阻一样，这些电阻相加以确定RQJA的值：

式中：RQJC=结对壳热阻，RQCS=外壳到散热器的热阻，RQSA=散热器到环境的热阻。

RQJC出现在数据表的package部分。与RQJA一样，它也是包类型的函数。RQCS和RQSA是封装类型、散热器和它们之间的界面的函数。这些值出现在散热器制造商的散热器数据表中。

包装尺寸单位：mm（英寸）

包装热数据

表面安装窄体（D）；150 mil宽

表面贴装宽体（DW）；300 mil宽

包装规格