TIDA-010065

Referenzdesign für ein hocheffizientes, emissionsarmes isoliertes DC/DC-Wandler-basiertes Analogeing

Designdateien

TIDA-010065

Designdateien

Überblick

Dieses Referenzdesign zeigt eine vereinfachte Architektur zur Erzeugung einer isolierten Stromversorgung für isolierte Verstärker zur Messung isolierter Spannungen und Ströme. Ein vollständig integrierter Gleichstrom/Gleichstrom-Wandler mit verstärkter Isolierung, welcher über einen 5-V-Eingang mit konfigurierbarem 5-V- oder 5,4-V-Ausgang (Reserven für Low-Dropout-Regler (LDO)) arbeitet, erzeugt die isolierte Leistung. Shunts, die an Isolationsverstärker mit einem Eingangsbereich von ±50 mV angeschlossen und als kanalgetrennte Eingänge konfiguriert sind, messen den Strom. Potentialteilerausgang mit Schnittstelle zu Isolationsverstärkern mit ±250 mV oder 12 V Eingangsbereich, die als gruppenisolierte Eingänge konfiguriert sind, messen die Spannung. Die Ausgänge der Isolationsverstärker sind entweder direkt mit einem 24-Bit-Delta-Sigma-Analog-Digital-Wandler (ADC) verbunden oder werden mit Hilfe von Verstärkern auf 10 V skaliert und zur Leistungsbewertung mit einem 16-Bit-SAR-ADC verbunden. Die auf der Platine integrierte digitale Diagnostik verbessert die Zuverlässigkeit und optimiert die Systemleistung.

Merkmale

Erzeugung einer hocheffizienten isolierten Stromversorgung von 5 oder 5,4 V (LDO-Reserven) mit 4,5-V- bis 5,5-V-Eingang für verstärkte Isolierung
Misst drei gruppenisolierte Spannungseingänge mit einem Bereich von 3 V bis 350 V und bietet pinkompatible Basis- oder verstärkte Isolierung sowie drei isolierte Stromeingänge von 40 mA bis 12,5 A zur Bereitstellung einer verstärkten Isolierung
ISO224 mit einem Eingangsbereich von ±12 V wird direkt an den Stromwandlerausgang mit geringer Leistung gemäß IEC 60044-8 angeschlossen
Messung von Gleichstromspannung und Stromstärke mit 1 µs schnellem Fehlererkennungs-Komparatorweg
Verstärkungsskalierung des Isolationsverstärkerausgangs auf den ADS8588H-Eingangsbereich von ±10 V unter Verwendung von Instrumenten-, Präzisions- oder Allzweckverstärkern
Erzielt eine Genauigkeit von ±0,2 % für Spannung und Strom mit 16-Bit-SAR oder 24-Bit-Delta-Sigma-ADC

Industrieanwendungen

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Eine voll bestückte Platine wurde nur für Test- und Leistungsvalidierung entwickelt. Sie wird nicht zum Verkauf angeboten.

Designdateien und Produkte

Designdateien

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Designleitfaden — TIDA-010065

TIDUEU7.PDF (989 KB)

Überblick über Referenzdesigns und verifizierte Leistungstestdaten

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Assembly drawing — TIDA-010065

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Detaillierter Überblick über das Design-Layout zur Bestimmung der Position der Komponenten

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Bill of materials (BOM) — TIDA-010065

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Vollständige Liste mit Designkomponenten, Referenz-Bezeichnern und Hersteller-/Teilenummern

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CAD/CAE symbol — TIDA-010065

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Dateien für 3D-Modelle oder 2D-Zeichnungen von IC-Komponenten

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Gerber file — TIDA-010065

TIDCFM8.ZIP (1180 KB)

Designdatei mit Informationen zur physikalischen Platinenschicht der Design-Platine

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PCB layout — TIDA-010065

TIDM212.ZIP (3172 KB)

Leiterplattenschicht-Plotdatei zur Erstellung des Design-Layouts der Leiterplatte

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Schematic — TIDA-010065

TIDM209.ZIP (1282 KB)

Detailliertes Schaltplandiagramm für Design-Layout und Komponenten

Produkte

Enthält TI-Produkte in der Entwicklung und mögliche Alternativen.

Invertierende Puffer & Treiber

SN74LVC1G14 — Einzelner 1,65-V- bis 5,5-V-Wechselrichter mit Schmitt-Trigger-Eingängen

Datenblatt: PDF | HTML

TVS-Dioden

TVS3300 — Flat-Clamp-Spannungsspitzenschutzbaustein, 33V

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Analoge Temperatursensoren

TMP235 — Analoger Temperatursensor, 1 C, 10 mV/C

Datenblatt: PDF | HTML

Halbleiter

SN74LVC1G17 — Einzelner 1,65-V- bis 5,5-V-Puffer mit Schmitt-Trigger-Eingängen

Datenblatt: PDF | HTML

Universal-Operationsverstärker

TLV6001 — Einfach-RRIO-Operationsverstärker, 5,5 V, 1 MHz

Datenblatt: PDF | HTML

Lastschalter

TPS22944 — Lastschalter, 5,5 V, 0,1 A, 500 mΩ, mit Strombegrenzung und Active-High-Aktivierung

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Halbleiter

LM2903 — Doppeldifferentialkomparator

Datenblatt: PDF | HTML

Isolierte Stromversorgungsmodule (integrierter Transformator)

UCC12050 — Hocheffizienter DC/DC-Wandler, 500 mW, mit Isolierung bis 5 kVRMS

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Transformatortreiber

SN6505A — Rauscharmer 1-A-, 160-kHz-Transformatortreiber mit Softstart-Funktion für isolierte Stromversorgunge

Datenblatt: PDF | HTML

Transformatortreiber

SN6505B — Rauscharmer 1-A-, 420-kHz-Transformatortreiber mit Softstart-Funktion für isolierte Stromversorgunge

Datenblatt: PDF | HTML

Nicht invertierende Puffer & Treiber

SN74LVC1G125 — Einzelner 1,65-V- bis 5,5-V-Puffer mit Tri-State-Ausgängen

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Isolierte Verstärker

AMC1100 — Kostengünstiger isolierter Basisverstärker mit ±250-mV-Eingang und präziser Strommessung

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Isolierte Verstärker

AMC1300 — Verstärkt isolierter Verstärker mit ±250-mV-Eingang und präziser Strommessung

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Linear- und Low-Dropout-Regler (LDO)

TPS763 — Low-Dropout-Spannungsregler, 150 mA, 10 V, mit Aktivierung

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Isolierte Verstärker

AMC1302 — Verstärkt isolierter Verstärker mit ±50-mV-Eingang und präziser Strommessung

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Stromversorgungsmodule (integrierter Induktor)

LMZ20501 — Kompaktes Nanomodul, 2,7 bis 5,5 V, 1 A

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Linear- und Low-Dropout-Regler (LDO)

TPS7A39 — Rauscharmer zweikanaliger positiver und negativer Low-Dropout-Spannungsregler mit 150 mA, 33 V und h

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Analog- & Präzisionsschalter & -multiplexer

CD74HC4051 — 1-kanaliger analoger Multiplexer, 5 V, 8:1

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Linear- und Low-Dropout-Regler (LDO)

TLV1117LV — 1-A-Low-Drop-Out-Spannungsregler

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Reset- und Watchdog-ICs

TPS3897 — Einkanaliger, extrem kleiner, einstellbarer Überwacher mit Active-High-Open-Drain-Ausgang

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Universal-Operationsverstärker

OPA2990 — Energieeffizienter Zweifach-Operationsverstärker, 40 V, 1,1 MHz

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Temperaturschalter

TMP300 — Widerstandsprogrammierbarer, bis zu 18-V-fähiger Temperaturschalter und analoger Ausgangssensor

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Isolierte Verstärker

ISO224 — Verstärkt isolierter Verstärker mit ±12-V-Eingang und präziser Spannungsmessung

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Ideale Diode und ODER-verknüpfende Controller

LM74700-Q1 — Idealer Diodencontroller für Fahrzeuganwendungen, 3,2 bis 65 V, 80 μA Ruhestrom

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Hall-Effekt-Latches & ‑Schalter

DRV5032 — Schalter mit geringem Stromverbrauch (5 Hz, < 1 µA) für niedrige Spannung (bis zu 5,5 V)

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Linear- und Low-Dropout-Regler (LDO)

TPS709 — 150-mA, 30 V, Ultra-Low-IQ, Low-Abfallspannungsregler mit Rückstromschutz und Freigabe

Datenblatt: PDF | HTML

Nicht invertierende Puffer & Treiber

SN74LVC2G34 — 2-Kanal-, 1,65-V- bis 5,5-V-Puffer

Datenblatt: PDF | HTML

Stromversorgungsmodule (integrierter Induktor)

LMZ14201 — SIMPLE SWITCHER®-Stromversorgungsmodul mit 6 V bis 42 V, 1 A, im Leaded-Surface-Mount-TO-Gehäuse

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Stromversorgung und Treiber für LCD & OLED -Displays

TPS65131 — Split-Rail-Wandler mit zweifachem, positivem und negativem Ausgang (typischerweise 750 mA)

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Digitalisolatoren

ISO7721 — Robuster, zweikanaliger, verstärkter 1/1-Digitalisolator mit EMV-Schutz

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Serienspannungsreferenzen

REF3425 — Drift- und stromverbrauchsarme Serien-Spannungsreferenz für 2,5 V mit geringem Platzbedarf

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Instrumentenverstärker

INA826 — Präziser Instrumentenverstärker, 200 μA Ruhestrom, 36 V Speisespannung

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Halbleiter

ISO7761 — Robuster 6-kanaliger verstärkter 5/1-Digitalisolator mit EMV-Schutz

Datenblatt: PDF | HTML

Halbleiter

ISO7762 — Robuster 6-kanaliger verstärkter 4/2-Digitalisolator mit EMV-Schutz

Datenblatt: PDF | HTML

Digitalisolatoren

ISO7720 — Robuster, zweikanaliger, verstärkter 0/2-Digitalisolator mit EMV-Schutz

Datenblatt: PDF | HTML

Serienspannungsreferenzen

REF3450 — Drift- und stromverbrauchsarme Serien-Spannungsreferenz für 5 V mit geringem Platzbedarf

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Analoge Strommessverstärker

INA301 — Hochpräziser Strommessverstärker mit Komparator, 36 V, 550 kHz, 4 V/µs

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Digitalisolatoren

ISO7760 — Robuster 6-kanaliger verstärkter 6/0-Digitalisolator mit EMV-Schutz

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Präzisionsoperationsverstärker (Vos < 1 mV)

OPA2188 — Rauscharmer Operationsverstärker, 0,03µV/°C, 6µV Vos, mit Rail-to-Rail-Ausgang, 36 V Zero-Drift

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MOSFETs

CSD18534Q5A — 60 V, N-Kanal-NexFET™-Leistungs-MOSFET, Einzel-SON 5 mm x 6 mm, 9,8 mOhm

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Präzisionsoperationsverstärker (Vos < 1 mV)

OPA2180 — Rauscharmer Operationsverstärker mit 0,1 UV/C DRIFT, Rail-to-Rail-Ausgang, 36 V Nulldrift

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OR-Gatter

SN74LVC1G32 — OR-Gatter, 1 Kanal, 2 Eingänge 1,65 V bis 5,5 V, 32-mA-Treiberstärke

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Isolierte Verstärker

AMC1200 — Isolierter Basisverstärker mit ±250-mV-Eingang und präziser Strommessung

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Isolierte Verstärker

AMC3301 — Isolierter, verstärkter Präzisionsverstärker mit einem Eingang von ±250 mV mit integriertem DC/DC-Wa

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Transformatortreiber

SN6501 — Rauscharmer Wandlertreiber, 350 mA, 410 kHz, für isolierte Stromversorgungen

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Universal-Operationsverstärker

TLV9062 — Dual-Operationsverstärker, 5,5 V, 10 MHz

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AND-Gatter

SN74LVC1G08 — UND-Gatter, 1 Kanal, 2 Eingänge 1,65 V bis 5,5 V, 32-mA-Treiberstärke

Datenblatt: PDF | HTML

Halbleiter

ISO124 — Kostengünstiger isolierter Verstärker mit ±10-V-Eingang und präziser Spannungsmessung

Datenblatt: PDF | HTML

Instrumentenverstärker

INA333 — Energieeffizienter Präzisions-Instrumentenverstärker, Nulldrift

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Komparatoren

LMV393 — Universeller Zweifach-Komparator für niedrige Spannungen

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eFuses (integrierte Hot-Swaps)

TPS2662 — eFuse, 4,5 V–60 V, 478 mΩ, 0,025–0,88 A mit integriertem Verpolungsschutz an Eingang und Ausgang

Datenblatt: PDF | HTML

Komparatoren

TLV3202 — Dual-Push-Pull-Komparator mit 5,5 V und hoher Geschwindigkeit

Datenblatt: PDF | HTML

Linear- und Low-Dropout-Regler (LDO)

TLV704 — Low-Dropout-Spannungsregler (LDO) mit extrem niedrigem Ruhestrom, 150 mA, 24 V

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AC/DC- und DC/DC-Wandler (integrierter FET)

LM27762 — Rauscharme Ladungspumpe mit integriertem LDO, positiver und negativer Ausgang

Datenblatt: PDF | HTML

Isolierte Verstärker

AMC1311 — Verstärker mit verstärkter Isolierung, mit präziser Spannungsmessung, 2 V Eingangsspannung

Datenblatt: PDF | HTML

MOSFETs

CSD17571Q2 — 30 V, N-Kanal-NexFET™-Leistungs-MOSFET, Einzel-SON 2 mm x 2 mm, 29 mOhm

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Technische Dokumentation

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	Typ	Titel		Neueste englische Version herunterladen	Datum
*	Designleitfaden	High-Efficiency, Low-Emissions, Isolated DC/DC Converter Based Analog Input			25.09.2019
	Whitepaper	Addressing High-Volt Design Challenges w/ Reliable and Affordable Isolation Tech (Rev. C)	PDF \| HTML		26.09.2023

TIDA-010065

Referenzdesign für ein hocheffizientes, emissionsarmes isoliertes DC/DC-Wandler-basiertes Analogeing

TIDA-010065

Überblick

Merkmale

Industrieanwendungen

Designdateien und Produkte

Designdateien

Produkte

SN74LVC1G14 — Einzelner 1,65-V- bis 5,5-V-Wechselrichter mit Schmitt-Trigger-Eingängen

TVS3300 — Flat-Clamp-Spannungsspitzenschutzbaustein, 33V

TMP235 — Analoger Temperatursensor, 1 C, 10 mV/C

SN74LVC1G17 — Einzelner 1,65-V- bis 5,5-V-Puffer mit Schmitt-Trigger-Eingängen

TLV6001 — Einfach-RRIO-Operationsverstärker, 5,5 V, 1 MHz

TPS22944 — Lastschalter, 5,5 V, 0,1 A, 500 mΩ, mit Strombegrenzung und Active-High-Aktivierung

LM2903 — Doppeldifferentialkomparator

UCC12050 — Hocheffizienter DC/DC-Wandler, 500 mW, mit Isolierung bis 5 kVRMS

SN6505A — Rauscharmer 1-A-, 160-kHz-Transformatortreiber mit Softstart-Funktion für isolierte Stromversorgunge

SN6505B — Rauscharmer 1-A-, 420-kHz-Transformatortreiber mit Softstart-Funktion für isolierte Stromversorgunge

SN74LVC1G125 — Einzelner 1,65-V- bis 5,5-V-Puffer mit Tri-State-Ausgängen

AMC1100 — Kostengünstiger isolierter Basisverstärker mit ±250-mV-Eingang und präziser Strommessung

AMC1300 — Verstärkt isolierter Verstärker mit ±250-mV-Eingang und präziser Strommessung

TPS763 — Low-Dropout-Spannungsregler, 150 mA, 10 V, mit Aktivierung

AMC1302 — Verstärkt isolierter Verstärker mit ±50-mV-Eingang und präziser Strommessung

LMZ20501 — Kompaktes Nanomodul, 2,7 bis 5,5 V, 1 A

TPS7A39 — Rauscharmer zweikanaliger positiver und negativer Low-Dropout-Spannungsregler mit 150 mA, 33 V und h

CD74HC4051 — 1-kanaliger analoger Multiplexer, 5 V, 8:1

TLV1117LV — 1-A-Low-Drop-Out-Spannungsregler

TPS3897 — Einkanaliger, extrem kleiner, einstellbarer Überwacher mit Active-High-Open-Drain-Ausgang

OPA2990 — Energieeffizienter Zweifach-Operationsverstärker, 40 V, 1,1 MHz

TMP300 — Widerstandsprogrammierbarer, bis zu 18-V-fähiger Temperaturschalter und analoger Ausgangssensor

ISO224 — Verstärkt isolierter Verstärker mit ±12-V-Eingang und präziser Spannungsmessung

LM74700-Q1 — Idealer Diodencontroller für Fahrzeuganwendungen, 3,2 bis 65 V, 80 μA Ruhestrom

DRV5032 — Schalter mit geringem Stromverbrauch (5 Hz, < 1 µA) für niedrige Spannung (bis zu 5,5 V)

TPS709 — 150-mA, 30 V, Ultra-Low-IQ, Low-Abfallspannungsregler mit Rückstromschutz und Freigabe

SN74LVC2G34 — 2-Kanal-, 1,65-V- bis 5,5-V-Puffer

LMZ14201 — SIMPLE SWITCHER®-Stromversorgungsmodul mit 6 V bis 42 V, 1 A, im Leaded-Surface-Mount-TO-Gehäuse

TPS65131 — Split-Rail-Wandler mit zweifachem, positivem und negativem Ausgang (typischerweise 750 mA)

ISO7721 — Robuster, zweikanaliger, verstärkter 1/1-Digitalisolator mit EMV-Schutz

REF3425 — Drift- und stromverbrauchsarme Serien-Spannungsreferenz für 2,5 V mit geringem Platzbedarf

INA826 — Präziser Instrumentenverstärker, 200 μA Ruhestrom, 36 V Speisespannung

ISO7761 — Robuster 6-kanaliger verstärkter 5/1-Digitalisolator mit EMV-Schutz

ISO7762 — Robuster 6-kanaliger verstärkter 4/2-Digitalisolator mit EMV-Schutz

ISO7720 — Robuster, zweikanaliger, verstärkter 0/2-Digitalisolator mit EMV-Schutz

REF3450 — Drift- und stromverbrauchsarme Serien-Spannungsreferenz für 5 V mit geringem Platzbedarf

INA301 — Hochpräziser Strommessverstärker mit Komparator, 36 V, 550 kHz, 4 V/µs

ISO7760 — Robuster 6-kanaliger verstärkter 6/0-Digitalisolator mit EMV-Schutz

OPA2188 — Rauscharmer Operationsverstärker, 0,03µV/°C, 6µV Vos, mit Rail-to-Rail-Ausgang, 36 V Zero-Drift

CSD18534Q5A — 60 V, N-Kanal-NexFET™-Leistungs-MOSFET, Einzel-SON 5 mm x 6 mm, 9,8 mOhm

OPA2180 — Rauscharmer Operationsverstärker mit 0,1 UV/C DRIFT, Rail-to-Rail-Ausgang, 36 V Nulldrift

SN74LVC1G32 — OR-Gatter, 1 Kanal, 2 Eingänge 1,65 V bis 5,5 V, 32-mA-Treiberstärke

AMC1200 — Isolierter Basisverstärker mit ±250-mV-Eingang und präziser Strommessung

AMC3301 — Isolierter, verstärkter Präzisionsverstärker mit einem Eingang von ±250 mV mit integriertem DC/DC-Wa

SN6501 — Rauscharmer Wandlertreiber, 350 mA, 410 kHz, für isolierte Stromversorgungen

TLV9062 — Dual-Operationsverstärker, 5,5 V, 10 MHz

SN74LVC1G08 — UND-Gatter, 1 Kanal, 2 Eingänge 1,65 V bis 5,5 V, 32-mA-Treiberstärke

ISO124 — Kostengünstiger isolierter Verstärker mit ±10-V-Eingang und präziser Spannungsmessung

INA333 — Energieeffizienter Präzisions-Instrumentenverstärker, Nulldrift

LMV393 — Universeller Zweifach-Komparator für niedrige Spannungen

TPS2662 — eFuse, 4,5 V–60 V, 478 mΩ, 0,025–0,88 A mit integriertem Verpolungsschutz an Eingang und Ausgang

TLV3202 — Dual-Push-Pull-Komparator mit 5,5 V und hoher Geschwindigkeit

TLV704 — Low-Dropout-Spannungsregler (LDO) mit extrem niedrigem Ruhestrom, 150 mA, 24 V

LM27762 — Rauscharme Ladungspumpe mit integriertem LDO, positiver und negativer Ausgang

AMC1311 — Verstärker mit verstärkter Isolierung, mit präziser Spannungsmessung, 2 V Eingangsspannung

CSD17571Q2 — 30 V, N-Kanal-NexFET™-Leistungs-MOSFET, Einzel-SON 2 mm x 2 mm, 29 mOhm

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Videoreihe

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