使用小封装的电压基准缩减PCB板尺寸设计

1.前言

任何设计电子产品的人都被迫在功能和PCB设计空间上进行权衡，减少PCB布局也是一个很重要的考量。

随着电子设计的进步，新技术的每一次迭代都需要更多的创造力。在增加功率密度和减小电源尺寸的同时添加新的复杂功能成为关键优先事项。虽然这个问题几乎涉及所有应用，但在 LED 灯条等微型设计中尤其严重，因为 LED 板及其周围技术的宽度有限，或者在涉及效率和功率密度必须同时兼顾的反激式转换器的设计中。

2，具体设计

图 1 显示了TL431的简化内部结构，这是一种分流电压基准，由于其带隙和误差放大器集成，这是从事 LED 照明应用的设计工程师的常见选择。

该TL431的功能非常强大，设计师可以在许多不同的配置使用它，从电源适配器电压比较器，甚至电流源。

到目前为止，它仅适用于含铅封装，例如 2.9-mm-by-2.5-mm-by-1-mm 小外形晶体管 (SOT) 23-3 封装或 2.0-mm-by-2.5mm- by-1mm SC70-6 封装。

图 1：TL431并联电压基准的简化内部结构

在 LED 应用以及许多其他功率密集型设计中，TL431通常控制灌电流和拉电流；LED 板可将其用于脉宽调制 (PWM) 应用。TL431在 LED 应用中至关重要，因为内部误差放大器反馈允许在 25C 时实现 0.5% 的准确度或在整个温度下为 LED 电流调节提供 1.5% 的准确度。

高精度允许在多个 LED 灯条或大功率 LED 应用中保持一致的温度。的TL431的大的增益带宽也有利于更高的频率切换，这使得设计人员调光，以实现更高的对比度。然而，随着微型 LED 将封装尺寸推向 0402 和 0603 设备类别，TL431 SOT23-3 封装变得太大，在纤薄的印刷电路板上占用太多空间，否则这些空间可以专用于额外的 LED。

3.优势：比 0603 电阻需要的空间小

在我们设计PCB上，节省的每一毫米空间都很重要，许多集成电路制造商正在探索用于常见设备的更小尺寸的封装。该ATL431LI是下一代的TL431，其在1毫米×1毫米逐0.4毫米超小外形无引线（X2SON）封装是比典型的0602电阻小。所述ATL431LI X2SON设有拐角衬垫，产生，允许它保持0.65毫米间距，相同于图2中所示SC70-6包，赋予其与拾放机更大的相容性。

图 2：SOT23-3、SC70-6 和 X2SON 封装与 0603 电阻器之间的封装引脚间距比较

由于ATL431LI 的尺寸和高度减小，因此在布局和电路板设计方面具有更大的灵活性，允许设计人员在其设计中添加额外的 LED，同时还提高了内部误差放大器的增益带宽，有利于 LED 灯条进行调光。图 3 显示了使用ATL431LI控制 LED 的典型原理图。

图 3：ATL431LI 的LED 电流吸收器

在其他设计中，尤其是那些涉及反激式转换器或过压保护的设计（图 4）中，ATL431LI在布局过程中为工程师提供了更大的灵活性，允许在电路板上更优化地放置各种组件，从而提高功率密度和效率.

图 4：ATL431LI 的过压保护