Texas Instruments Klein, kleiner, am kleinsten

Texas Instruments hat diverse Bausteine vorgestellt, die sich laut eigenen Angaben dadurch auszeichnen, dass sie industrieweit die kleinsten sind. Konkret geht es um den kleinsten Strommesser und kleinste Komparatoren, die gleichzeitig auch noch die genauesten sein sollen.

Der Strommessverstärker sitzt in einem bedrahteten Gehäuse, die Komparatoren sind mit interner 1,2-V- oder 0,2-V-Referenzspannungen ausgestattet. Mit dem Strommessverstärker INA185 und den Komparatoren TLV4021 (Open Drain) und TLV4041 (Push-Pull) zielt Texas Instruments auf das Design kleinerer, einfacherer und höher integrierter Systeme – wobei betont wird, dass bei der Performance kein Kompromiss eingegangen wurde. Durch Kombinieren des Verstärkers mit einem der Komparatoren entsteht außerdem die kleinste und leistungsfähigste Überstrom-Detektierungslösung der Industrie.

Der Strommessverstärker INA185 fällt mit seinem nur 1,6 mm × 1,6 mm (2,5 mm2) messenden SOT-563-Gehäuse (Small-Outline-Transistor) im Vergleich zum nächsten konkurrierenden Baustein im bedrahteten Gehäuse um 40 Prozent kleiner aus. Mit seiner Eingangs-Offsetspannung von 55 µV, die präzisere Messungen bei niedrigen Stromstärken ermöglicht, erlaubt der INA185 die Verwendung kleinerer Shunt-Widerstände zur Senkung des System-Stromverbrauchs und lässt somit eine höhere Systemeffizienz zu. Die Bandbreite des Bausteins von 350 kHz und seine Anstiegsgeschwindigkeit von 2 V/µs gestatten ferner eine Phasenstrom-Reproduktion, was den Motorwirkungsgrad steigert und den System-Stromverbrauch senkt. Das präzise abgestimmte resistive Verstärkungs-Netzwerk des Verstärkers sorgt für einen Verstärkungsfehler von maximal 0,2 %, was für eine robuste Performance über Temperatur- und Prozessvariationen sorgt. Die typische Ansprechzeit des Verstärkers von 2 µs bewirkt ferner eine schnelle Fehlererkennung mit dem Ergebnis, dass Schäden am System vermieden werden.

Die Komparatoren (TLV4021 und TLV4041) werden in einem kleinen, nur 0,73 mm × 0,73 mm großen DSBGA-Gehäuse (Die-Size-Ball-Grid-Array) angeboten. Ihre integrierte Spannungsreferenz spart außerdem Leiterplattenfläche und erlaubt eine präzise Spannungsüberwachung im Interesse eines optimierten Systemverhaltens. Die Komparatoren können Spannungen bis zur internen Referenzspannung von 0,2 V herab überwachen und zeichnen sich durch eine hohe Ansprechschwellen-Genauigkeit von 1 % über den gesamten Temperaturbereich von –40 bis +125 °C aus. Die niedrige Ruhestromaufnahme von 2,5 µA verleiht intelligenten, vernetzten Geräten außerdem eine längere Batterielebensdauer. Die kurze Signallaufzeit von 450 ns verringert die Latenz und gibt verbrauchsbewusst konzipierten Geräten die Fähigkeit zur Überwachung von Signalen und zur raschen Reaktion auf Fehler.

Entwickler haben beim Einsatz der Bausteine INA185, TLV4021 und TLV4041 die Möglichkeit, den Gesamt-Footprint zu reduzieren und damit kleinere Systeme zu realisieren. Gemeinsam eingesetzt, ermöglichen die Bausteine laut Unternehmensangabe die kleinste und leistungsfähigste Überstromdetektierungs-Lösung, die um 15 Prozent kleiner und um 50 Prozent schneller ist als konkurrierende Produkte. Durch Kombinieren des Verstärkers mit einem der beiden Komparatoren für die Überstromerkennung auf Versorgungsspannungen bis zu 26 V resultiert mehr Spielraum für den Umgang mit Spannungsspitzen.
Für ein zügiges Design stehen folgende Tools zur Verfügung:

  • TINA-TI SPICE-Modelle und Referenzdesigns stehen zum Download zur Verfügung, um Systemdesigns zu simulieren und das Verhalten von Schaltungen mit dem Strommessverstärker INA185 und den Komparatoren TLV4021 und TLV4041 vorherzusagen.
  • Für die schnelle und einfache Evaluierung der neuen Verstärker gibt es die Evaluation-Modules INA185EVM und TLV4021-41EVM.