【導(dǎo)讀】TPS73xx系列（TPS7301,25,30,33,48,50等）是一款低壓差串聯(lián)型降壓穩(wěn)壓芯片，可以提供500mA的穩(wěn)壓電流，在輸出100mA電流的情況下，輸入輸出電壓壓差可以最多不超過35mV，這可以大大提高穩(wěn)壓電源的效率，或者提供大的電源穩(wěn)壓范圍。
TPS73xx系列（TPS7301,25,30,33,48,50等）是一款低壓差串聯(lián)型降壓穩(wěn)壓芯片，可以提供500mA的穩(wěn)壓電流，在輸出100mA電流的情況下，輸入輸出電壓壓差可以最多不超過35mV，這可以大大提高穩(wěn)壓電源的效率，或者提供大的電源穩(wěn)壓范圍。
除了主要提供電源穩(wěn)壓功能之外，芯片內(nèi)部還集成了電壓檢測模塊，可以輸出低電平RESET信號，為供電的微控制器、處理器提供復(fù)位功能。TPS7333管腳分布，SOP8小型封裝
近期正好有款電子設(shè)計(jì)需要使用低壓差穩(wěn)壓電路，在應(yīng)用之前對該穩(wěn)壓芯片的穩(wěn)壓基本性能做一些測試。
下面是測試該芯片的基本電路，其中沒有使用它的RESET信號。在輸出中串聯(lián)了50毫歐姆的電阻用于測量輸出電流。
測量電路原理圖
使用快速制版制作建議的測量電路，焊接SOP封裝的TPS7333芯片。
通過程控穩(wěn)壓電源提供TPS7333的輸入電壓，這樣便可以測量該芯片對于輸入電壓的穩(wěn)壓效果。
實(shí)際測量實(shí)驗(yàn)電路
TPS7333的輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系可以有下面動圖顯示。它顯示了輸入電壓從0V一直增加到6V過程中，輸出電壓的實(shí)測變化過程。此時，TPS7333的輸出連接一個固定的50歐姆的負(fù)載電阻。
這個輸入輸出關(guān)系曲線分為三個部分：在輸入電壓大約小于2V之前，輸出電壓為0V；在輸入電壓大于2V，小于3.3V之前，輸出電壓基本呈現(xiàn)線性變化的關(guān)系，即輸出電壓基本上等于輸入電壓；在輸入電壓大于3.3V之后，輸出電壓呈現(xiàn)飽和，即穩(wěn)壓在3.3V左右。
TPS7333的輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系
下面顯示了輸入電壓從3.2V變化到6V過程中，將TPS7333從線性輸出轉(zhuǎn)變到穩(wěn)壓輸出過程進(jìn)行放大顯示。
由于負(fù)載是50歐姆的電阻，此時輸出電流大約為66mA。圖中的曲線顯示在輸出3.3V的時候，輸入電壓幾乎也是3.3V。實(shí)際的十幾毫伏的壓差在圖中顯示不太顯著。
TPS7333輸出電壓與輸入電壓之間的關(guān)系
當(dāng)輸入電壓再從3.3V增加到6V的過程中，輸出電壓略微上漲，但基本上維持在3.32V之內(nèi)。表明了TPS7333的良好的穩(wěn)壓效果。這些都滿足其數(shù)據(jù)手冊中給出的在輸入電壓變化到10V的范圍內(nèi)，輸出穩(wěn)壓變化小于29毫伏的指標(biāo)。
下圖顯示了在輸入電壓為5V，輸出電流變化到450mA過程中，輸出電壓實(shí)測變化曲線。輸出電壓從3.31V降低到3.291V，變動很小，表明等效串聯(lián)電阻很小。
輸入5V情況下，輸出電壓與穩(wěn)壓輸出電壓曲線
將輸入電壓降低到4V，輸出電壓與輸出電流之間的關(guān)系如下圖所示：
輸入4V時，輸出電壓與穩(wěn)壓電壓關(guān)系曲線
下圖對比了兩種輸入電壓下，輸出電壓對穩(wěn)壓的影響曲線。兩種情況下輸出電壓曲線基本一樣。
下面給出了另外一種常用的3.3V穩(wěn)壓芯片的測試對比結(jié)果。AS1117-3.3V是原來電路板中所使用的穩(wěn)壓芯片。希望替換成TPS7333芯片。
下面是對1117基本穩(wěn)壓性能測試電路原理圖：
AS1117穩(wěn)壓性能測試原理圖
實(shí)驗(yàn)電路使用相同的采樣電路測量輸出電流，輸入電壓使用程控可變電源提供電壓。測試原理與TPS7333 一樣。
測試AS1117實(shí)驗(yàn)電路
下圖給出了輸入電壓與輸出電壓的實(shí)測關(guān)系曲線。曲線大體也分為三個階段：當(dāng)輸入電壓小于0.7V的時候，輸出電壓基本為0V。當(dāng)輸入電壓大于0.7V小于4.5V的時候，輸出電壓呈現(xiàn)線性增加。當(dāng)輸入電壓高于4.5V之后，輸出電壓穩(wěn)定在3.3V左右。
AS1117-3.3V輸入電壓與輸出電壓關(guān)系曲線
將AS1117和TPS7333的實(shí)測數(shù)據(jù)曲線繪制在一起進(jìn)行對比，可以明顯看到他們的差別。TPS7333輸入電壓穩(wěn)壓起始點(diǎn)是3.35V左右，比起AS1117的4.65V擴(kuò)展了1.3V。這使得TPS7333的電壓穩(wěn)壓范圍大大增加了，提高了電路抵抗電壓波動的范圍。
TPS7333與AS1117輸入輸出電壓曲線
在輸入電壓為5V的情況下，測量AS1117輸出電流與輸出電壓之間的關(guān)系曲線，居然出現(xiàn)十分罕見的負(fù)阻抗特性。即隨著輸出電流增加，AS1117的輸出電壓居然上升。
具有負(fù)阻抗輸出特性的電路極易產(chǎn)生震蕩。在AS1117穩(wěn)壓電路中，如果輸入和輸出回路的濾波電容設(shè)置不好，會造成輸出電壓包含有震蕩波形。
AS1117的輸出電壓與穩(wěn)壓電壓之間的關(guān)系
下圖對比了TPS7333和AS1117兩款串聯(lián)降壓穩(wěn)壓電路輸出電流與電壓曲線。可以明顯看出兩者之間的區(qū)別。TPS7333下降的特性，表明它存在正的串聯(lián)電阻，穩(wěn)壓電路工作的穩(wěn)定性好。
對比TPS7333和AS1117輸出電流與電壓曲線
為了保證TPS7333穩(wěn)壓電路穩(wěn)定，輸出不發(fā)生震蕩，需要在它的輸出端增加濾波電容和補(bǔ)償串聯(lián)電阻（CSR）。
在TPS7333數(shù)據(jù)手冊中給出了濾波器電容上所串聯(lián)的CSR的允許范圍。當(dāng)CSR過小（小于0.3歐姆）或者過大（大于5歐姆）都會引起TPS7333輸出不穩(wěn)定。
保留TPS7333工作穩(wěn)定時，輸出電容的補(bǔ)充串聯(lián)電阻允許范圍
在實(shí)際設(shè)計(jì)電路中，由于普通的電容都會有等效串聯(lián)電阻，它是由電容的雜散漏電、介電損失等引起的等效電阻，所以通常不需要額外為TPS7333輸出電容增加補(bǔ)償串聯(lián)電阻。
電容的等效串聯(lián)電阻
TPS7333內(nèi)部還集成了反向保護(hù)二極管，當(dāng)輸入電壓小于輸出電壓的時候，輸出電壓會通過反向保護(hù)二極管流向輸入端，以保護(hù)內(nèi)部電路的安全。節(jié)省外部保護(hù)電路設(shè)計(jì)。
