超低噪声、200 mA线性稳压器
ADM7160
应用电路
产品特性
ADM7160
VIN = 2.9V
CIN
4.7µF
1
VIN
2
GND
3
EN
VOUT 5
VOUT = 2.5V
COUT
4.7µF
2.5V TO 5V
ON
OFF
NC 4
NC = NO CONNECT
VDD
IN+
0V TO VREF
VREF
DVDD
1.8V TO 5V
16-BIT/18-BIT ADC
IN–
VDD
DIGITAL
OUTPUT
11334-101
PSRR性能:54 dB (100 kHz)
独立于VOUT的超低噪声
3 µV rms,0.1 Hz至10 Hz
9.5 µV rms,0.1 Hz至100 kHz
9 µV rms,10 Hz至100 kHz
17 µV rms,10 Hz至1 MHz
低压差:150 mV (200 mA负载)
最大输出电流:200 mA
输入电压范围:2.2 V至5.5 V
低静态电流、低关断电流
初始精度: ±1%
在整个线路、负载与温度范围内的精度: −2.5%/+1.5%
5引脚TSOT封装和6引脚LFCSP封装
图1. ADM7160为16位/18位ADC供电
应用
ADC/DAC电源
RF、VCO、PLL电源
后置DC-DC调节
概述
ADM7160是一款超低噪声、低压差线性稳压器,采用2.2 V
至5.5 V电源供电,最大输出电流为200 mA。在200 mA负载
下压差仅为150 mV,不仅可提高效率,而且能使器件在很
宽的输入电压范围内工作。
ADM7160采用新颖的电路拓扑结构,实现了超低噪声性
能,而无需旁路电容,非常适合对噪声敏感的模拟前端和
RF应用。ADM7160在提供超低噪声性能的同时,并不影
响其电源抑制(PSRR)或线路与负载瞬态响应性能。
ADM7160经过专门设计,利用1 μF、±30%小型陶瓷输入和
输出电容便可稳定工作,符合高性能、空间受限应用的要
求。
ADM7160采用紧凑型5引脚TSOT和6引脚LFCSP两种封
装,提供16个固定输出电压选项(范围从1.1 V到3.3 V)。
LFCSP不仅提供一种超紧凑的解决方案,而且散热性能出
色,在小尺寸薄型电路板空间中满足高达200 mA输出电流
的应用需求。
限流和热过载保护电路可以防止器件在不利条件下受损。
ADM7160的EN输入引脚还内置一个下拉电阻。
Rev. A
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的最新英文版数据手册。
ADM7160
目录
产品特性 .......................................................................................... 1
典型性能参数 ................................................................................. 7
应用................................................................................................... 1
工作原理 ........................................................................................ 13
应用电路 .......................................................................................... 1
使能特性.................................................................................... 13
概述................................................................................................... 1
软启动 ........................................................................................ 14
修订历史 .......................................................................................... 2
限流和热过载保护 .................................................................. 14
技术规格 .......................................................................................... 3
应用信息 ........................................................................................ 15
推荐规格:输入和输出电容 .................................................. 4
电容选择.................................................................................... 15
绝对最大额定值............................................................................. 5
散热考虑.................................................................................... 16
热数据 .......................................................................................... 5
PCB布局考量............................................................................ 19
热阻 .............................................................................................. 5
典型应用电路 ............................................................................... 20
ESD警告....................................................................................... 5
外形尺寸 ........................................................................................ 21
引脚配置和功能描述 .................................................................... 6
订购指南.................................................................................... 22
修订历史
2014年4月—修订版0至修订版A
更改订购指南 .............................................................................. 22
2013年6月—修订版0:初始版
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ADM7160
技术规格
除非另有说明,VIN = (VOUT + 0.4 V)或2.2 V(取较大者);EN = VIN,ILOAD = 10 mA,CIN = COUT = 1 μF,TA = 25°C。
表1.
参数
输入电压范围
工作电源电流
符号
VIN
IGND
关断电流
IGND-SD
输出电压精度
VOUT
温度系数
线性调整率
温度系数
∆VOUT/∆VIN
负载调整率
VOUT < 1.8 V
∆VOUT/∆ILOAD
VOUT ≥ 1.8 V
压差 1
启动时间 2
限流阈值 3
欠压闭锁
输入电压上升
输入电压下降
迟滞
热关断
热关断阈值
热关断迟滞
EN输入
EN输入逻辑高电平
EN输入逻辑低电平
EN输入下拉电阻
输出噪声
VDROPOUT
tSTART-UP
ILIMIT
UVLO
UVLORISE
UVLOFALL
UVLOHYS
测试条件/注释
TJ = −40°C 至 +125°C
ILOAD = 0 µA
ILOAD = 0 µA, TJ = −40°C至+125°C
ILOAD = 100 µA
ILOAD = 100 µA, TJ = −40°C至+125°C
ILOAD = 10 mA
ILOAD = 10 mA, TJ = −40°C至+125°C
ILOAD = 200 mA
ILOAD = 200 mA, TJ = −40°C至+125°C
EN = GND
EN = GND, TJ = −40°C至+ 125°C
ILOAD = 10 mA
100 µA < ILOAD < 200 mA, VIN = (VOUT +
0.4 V)至5.5 V, TJ = −40°C至+125°C
VOUT < 1.8 V
VOUT ≥ 1.8 V
VOUT = 2.5 V, TJ = 25°C至85°C
VIN = (VOUT + 0.4 V)至5.5 V,
TJ = −40°C至+125°C
ILOAD = 100 µA至200 mA
ILOAD = 100 µA至200 mA,
TJ = −40°C至+125°C
ILOAD = 100 µA至200 mA
ILOAD = 100 µA至200 mA,
TJ = −40°C至+125°C
ILOAD = 10 mA
ILOAD = 10 mA, TJ = −40°C至+125°C
ILOAD = 200 mA
ILOAD = 200 mA, TJ = −40°C至+125°C
VOUT = 3.3 V
TJ = 0°C至125°C
TJ = −40°C至+125°C
最小值
2.2
典型值
最大值
5.5
10
20
20
40
60
90
265
350
0.2
−1
1.0
+1
−3
−2.5
+2
+1.5
+0.05
%
%
ppm/°C
%/V
0.012
%/mA
%/mA
0.008
%/mA
%/mA
29
−0.05
0.006
0.003
10
30
150
230
220
180
300
400
1.96
TJ 上升
VIH
VIL
REN
OUTNOISE
2.2 V ≤ VIN ≤ 5.5 V
2.2 V ≤ VIN ≤ 5.5 V
VIN = VEN = 5.5 V
VIN = 5 V, VOUT = 2.5 V
0.1 Hz至10 Hz
0.1 Hz至100 kHz
10 Hz至100 kHz
10 Hz至1 MHz
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mV
mV
mV
mV
µs
mA
120
V
V
mV
150
15
°C
°C
1.28
TSSD
TSSD-HYS
单位
V
µA
µA
µA
µA
µA
µA
A
A
µA
µA
%
1.2
2.6
V
V
MΩ
3
9.5
9
17
µV rms
µV rms
µV rms
µV rms
0.4
ADM7160
参数
电源抑制比
VIN = VOUT + 0.5 V
VIN = VOUT + 1 V
符号
电源抑制比
(PSRR)
测试条件/注释
ILOAD = 100 mA
100 kHz, VIN = 3.8 V, VOUT = 3.3 V
500 kHz, VIN = 3.8 V, VOUT = 3.3 V
1 MHz, VIN = 3.8 V, VOUT = 3.3 V
100 kHz, VIN = 3.0 V, VOUT = 2.5 V
500 kHz, VIN = 3.0 V, VOUT = 2.5 V
1 MHz, VIN = 3.0 V, VOUT = 2.5 V
100 kHz, VIN = 4.3 V, VOUT = 3.3 V
500 kHz, VIN = 4.3 V, VOUT = 3.3 V
1 MHz, VIN = 4.3 V, VOUT = 3.3 V
100 kHz, VIN = 3.5 V, VOUT = 2.5 V
500 kHz, VIN = 3.5 V, VOUT = 2.5 V
1 MHz, VIN = 3.5 V, VOUT = 2.5 V
最小值
典型值
最大值
49
43
43
46
44
44
54
46
46
49
47
47
单位
dB
dB
dB
dB
dB
dB
dB
dB
dB
dB
dB
dB
压差定义为将输入电压设置为标称输出电压时的输入至输出电压差。该规格仅适用于高于2.2 V的输出电压。
启动时间定义为EN上升沿到VOUT达到其标称值90%的时间。
3
限流阈值定义为输出电压降至额定典型值90%时的电流。例如,3.0 V输出电压的电流限值定义为引起输出电压降至3.0 V的90%(即2.7 V)的电流。
1
2
推荐规格:输入和输出电容
TA = −40°C至+125°C。
表2.
参数
最小输入和输出电容 1
电容ESR
1
符号
CMIN
RESR
最小值 典型值 最大值 单位
0.7
µF
0.001
0.2
Ω
在所有工作条件下,输入和输出电容至少应大于0.7 μF。选择器件时必须考虑应用的所有工作条件,确保达到最小电容要求。配合任何LDO调节器使用时,建议
使用X7R型和X5R型电容,不建议使用Y5V和Z5U电容。更多信息参见“输入和输出电容特性”部分。
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ADM7160
绝对最大额定值
表3.
参数
VIN至GND
VOUT至GND
EN至GND
存储温度范围
工作结温范围
工作环境温度范围
焊接条件
额定值
−0.3 V至+6.5 V
−0.3 V至VIN
−0.3 V至+6.5 V
−65°C至+150°C
−40°C至+125°C
−40°C至+125°C
JEDEC J-STD-020
注意,超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损
坏。这只是额定最值,并不能以这些条件或者在任何其它
超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下,推断器件
能否正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影响
器件的可靠性。
θJA额定值基于一个4层、4英寸 × 3英寸印刷电路板(PCB)。
有关板结构的详细信息,请参考JEDEC JESD51-7和
JESD51-9。有关LFCSP封装的更多信息,请参考应用笔记
AN-772“引脚架构芯片级封装(LFCSP)设计与制造指南”。
ΨJB是结至板热特性参数,单位为°C/W。封装的ΨJB基于使
用4层板的建模和计算方法。
JEDEC JESD51-12——“报告和使用电子封装热信息指南”中
声明,热特性参数与热阻不是一回事。ΨJB衡量沿多条热路
径流动的器件功率,而θJB只涉及一条路径。因此,ΨJB热路
径包括来自封装顶部的对流和封装的辐射,这些因素使得
ΨJB在现实应用中更有用。
最高结温(TJ)可由板温度(TB)和功耗(PD)通过下式计算:
TJ = TB + (PD × ΨJB)
热数据
绝对最大额定值仅适合单独应用,但不适合组合使用。超
过结温限值,可致ADM7160损坏。监控环境温度并不能保
证TJ不会超出额定温度限值。
有关ΨJB的更详细信息,请参考JEDEC JESD51-8和JESD51-12。
热阻
θJA和ΨJB针对最差条件,即器件焊接在电路板上以实现表贴
封装。
在功耗高、PCB热阻差的应用中,可能需要降低最大环境
温度。在功耗适中、PCB热阻较低的应用中,只要结温处
于额定限值以内,最大环境温度可以超过最大限值。
表4. 热阻
器件的结温(TJ)取决于环境温度(TA)、器件的功耗(PD)和封
装的结至环境热阻(θJA)。TJ根据以下公式计算:
封装类型
5引脚TSOT封装
6引脚LFCSP
TJ = TA + (PD × θJA)
封装的结至环境热阻(θJA)基于使用4层板的建模和计算方
法。θJA的值主要取决于应用和电路板布局。在最大功耗
较高的应用中,需要特别注意热板设计。θJA的值可能随
PCB材料、布局和环境条件不同而异。
θJA
170
63.6
ΨJB
43
28.3
单位
°C/W
°C/W
ESD警告
ESD(静电放电)敏感器件。
带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电。
尽管本产品具有专利或专有保护电路,但在遇到高能
量ESD时,器件可能会损坏。因此,应当采取适当的
ESD防范措施,以避免器件性能下降或功能丧失。
ADM7160
引脚配置和功能描述
GND
2
EN
3
ADM7160
5
VOUT 1
VOUT
NC 2
TOP VIEW
(Not to Scale)
4
GND 3
NC
NOTES
1. NC = NO CONNECT. DO NOT
CONNECT TO THIS PIN.
图2. 引脚配置(5引脚TSOT)
6 VIN
ADM7160
TOP VIEW
7
EPAD
5 NC
4 EN
NOTES
1. NC = NO CONNECT. DO NOT CONNECT TO THIS PIN.
2. THE EXPOSED PAD MUST BE CONNECTED TO GROUND.
THE EXPOSED PAD ENHANCES THE THERMAL
PERFORMANCE OF THE PACKAGE.
图3. 引脚配置(6引脚LFCSP)
表5. 引脚功能描述
引脚编号
TSOT
LFCSP
1
6
2
3
3
4
引脚名称
VIN
GND
EN
4
5
N/A
NC
VOUT
EPAD
2, 5
1
7
说明
稳压器输入电源。使用1 µF或更大的电容旁路VIN至GND。
地。
使能输入。将EN接到高电平,稳压器启动;将EN接到低电平,稳压器关闭。
若要实现自动启动,请将EN接VIN。
不连接。请勿连接该引脚。
调节输出电压。使用1 µF或更大的电容旁路VOUT至GND。
裸露焊盘。裸露焊盘必须接地。裸露焊盘可提高封装的热性能。
11334-004
1
11334-003
VIN
ADM7160
典型性能参数
除非另有说明,VIN = 2.9 V,VOUT = 2.5 V,ILOAD = 1 mA,CIN = COUT = 4.7 µF,TA = 25°C。
1k
100
VOUT = 3.3V
VOUT = 2.5V
VOUT = 1.8V
NOISE FLOOR
VOUT = 3.3V
VOUT = 2.5V
VOUT = 1.8V
NOISE (µV rms)
NSD (nV/√Hz)
100
10
10
10
100
1k
10k
FREQUENCY (Hz)
100k
1M
1
0.01
11334-005
0.1
图4. 不同输出电压下的噪声频谱密度(ILOAD = 10 mA)
1k
0.1
1
10
ILOAD (mA)
100
1000
11334-007
1
图7. RMS噪声与负载电流的关系(10 Hz至100 kHz)
100
VOUT = 3.3V
VOUT = 2.5V
VOUT = 1.8V
NOISE FLOOR
VOUT = 3.3V
VOUT = 2.5V
VOUT = 1.8V
NOISE (µV rms)
NSD (nV/√Hz)
100
10
10
10
100
1k
10k
FREQUENCY (Hz)
100k
1M
图5. 不同输出电压下的噪声频谱密度(ILOAD = 200 mA)
100
10
1
10
FREQUENCY (Hz)
100
图6. 噪声频谱密度(0.1 Hz至1 kHz)
1k
11334-103
NSD (nV/√Hz)
1k
0.1
0.1
1
10
ILOAD (mA)
100
图8. RMS噪声与负载电流的关系(10 Hz至1 MHz)
10k
1
1
0.01
1000
11334-008
0.1
11334-006
1
ADM7160
0
0
–10
–20
–10
–30
PSRR (dB)
–40
–50
–60
–40
–50
–60
–70
–70
–80
–80
–90
–90
10
100
1k
10k
100k
FREQUENCY (Hz)
1M
10M
–100
10
0
–30
10M
–20
–30
PSRR (dB)
–40
–50
–60
–40
–50
–60
–70
–70
–80
–80
–90
–90
10
100
1k
10k
100k
FREQUENCY (Hz)
1M
10M
ILOAD = 200mA
ILOAD = 100mA
ILOAD = 50mA
ILOAD = 10mA
ILOAD = 1mA
–10
–100
11334-010
PSRR (dB)
1M
10
图10. PSRR与频率和负载电流的关系
(500 mV裕量,VOUT = 2.5 V)
100
1k
10k
100k
FREQUENCY (Hz)
1M
10M
11334-009
–20
图13. PSRR与频率和负载电流的关系
(1 V裕量,VOUT = 2.5 V)
0
0
–10
–10
ILOAD = 200mA
ILOAD = 100mA
ILOAD = 50mA
ILOAD = 10mA
ILOAD = 1mA
–20
–30
–30
PSRR (dB)
–40
–50
–60
–40
–50
–60
–70
–70
–80
–80
–90
–90
10
100
1k
ILOAD = 200mA
ILOAD = 100mA
ILOAD = 50mA
ILOAD = 10mA
ILOAD = 1mA
–20
10k
100k
FREQUENCY (Hz)
图11. PSRR与频率和负载电流的关系
(500 mV裕量,VOUT = 1.8 V)
1M
10M
11334-016
PSRR (dB)
10k
100k
FREQUENCY (Hz)
0
ILOAD = 200mA
ILOAD = 100mA
ILOAD = 50mA
ILOAD = 10mA
ILOAD = 1mA
–10
–100
1k
图12. PSRR与频率和负载电流的关系
(1 V裕量,VOUT = 3.3 V)
图9. PSRR与频率和负载电流的关系
(500 mV裕量,VOUT = 3.3 V)
–100
100
–100
10
100
1k
10k
100k
FREQUENCY (Hz)
1M
图14. PSRR与频率和负载电流的关系
(1 V裕量,VOUT = 1.8 V)
10M
11334-015
–100
ILOAD = 200mA
ILOAD = 100mA
ILOAD = 50mA
ILOAD = 10mA
ILOAD = 1mA
–20
11334-013
PSRR (dB)
–30
= 200mA
= 100mA
= 50mA
= 10mA
= 1mA
11334-012
ILOAD
ILOAD
ILOAD
ILOAD
ILOAD
ADM7160
0
0
–10
–20
–20
–40
PSRR (dB)
PSRR (dB)
–30
1kHz
10kHz
100kHz
500kHz
1MHz
–10
ILOAD = 200mA
ILOAD = 100mA
ILOAD = 50mA
ILOAD = 10mA
ILOAD = 1mA
–50
–60
–30
–40
–50
–70
–60
–80
10
100
1k
10k
100k
FREQUENCY (Hz)
1M
10M
–80
0.2
11334-014
–100
图15. PSRR与频率和负载电流的关系
(300 mV裕量,VOUT = 3.3 V)
0
–20
0.5
0.6
0.7
0.8
HEADROOM VOLTAGE (V)
0.9
1.0
0
1kHz
10kHz
100kHz
500kHz
1MHz
–10
–20
–30
–40
PSRR (dB)
PSRR (dB)
0.4
图18. 不同频率下PSRR与裕量电压的关系
(ILOAD = 100 mA)
ILOAD = 200mA
ILOAD = 100mA
ILOAD = 50mA
ILOAD = 10mA
ILOAD = 1mA
–10
0.3
11334-018
–70
–90
–50
–60
–30
–40
–50
–70
–60
–80
100
1k
10k
100k
FREQUENCY (Hz)
1M
10M
–80
0.2
图16. PSRR与频率和负载电流的关系
(300 mV裕量,VOUT = 2.5 V)
0.5
0.6
0.7
0.8
HEADROOM VOLTAGE (V)
0.9
1.0
0
1kHz
10kHz
100kHz
500kHz
1MHz
–10
–20
–20
PSRR (dB)
–30
–40
–50
–30
–40
–50
–60
–60
–70
–70
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
HEADROOM VOLTAGE (V)
图17. 不同频率下PSRR与裕量电压的关系
(ILOAD = 200 mA)
1kHz
10kHz
100kHz
500kHz
1MHz
–10
0.9
1.0
11334-017
PSRR (dB)
0.4
图19. 不同频率下PSRR与裕量电压的关系
(ILOAD = 50 mA)
0
–80
0.2
0.3
–80
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
HEADROOM VOLTAGE (V)
0.9
图20. 不同频率下PSRR与裕量电压的关系
(ILOAD = 10 mA)
1.0
11334-020
10
11334-011
–100
11334-019
–70
–90
ADM7160
2.55
0
–10
2.53
–30
2.51
1kHz
10kHz
100kHz
500kHz
1MHz
–40
–50
–60
2.49
ILOAD = 10µA
ILOAD = 1mA
ILOAD = 100mA
2.47
–70
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
HEADROOM VOLTAGE (V)
0.9
1.0
2.45
–50
11334-021
–80
0.2
ILOAD = 100µA
ILOAD = 10mA
ILOAD = 200mA
0
50
100
JUNCTION TEMPERATURE (°C)
150
11334-022
VOUT (V)
PSRR (dB)
–20
图24. 输出电压与结温的关系
图21. 不同频率下PSRR与裕量电压的关系
(ILOAD = 1 mA)
2.55
1k
2.51
IGND (µA)
VOUT (V)
2.53
2.49
100
0.1
1
10
100
1k
ILOAD (mA)
10
0.01
11334-023
2.45
0.01
0.1
1k
1k
2.55
ILOAD = 10µA
ILOAD = 1mA
ILOAD = 100mA
2.53
IGND (µA)
2.51
2.49
2.8
3.3
3.8
ILOAD = 100µA
ILOAD = 10mA
ILOAD = 200mA
100
ILOAD = 100µA
ILOAD = 10mA
ILOAD = 200mA
4.3
VIN (V)
4.8
图23. 输出电压与输入电压的关系
5.3
10
2.8
3.3
3.8
4.3
4.8
VIN (V)
图26. 接地电流与输入电压的关系
5.3
11334-027
ILOAD = 10µA
ILOAD = 1mA
ILOAD = 100mA
2.47
11334-024
VOUT (V)
100
图25. 接地电流与负载电流的关系
图22. 输出电压与负载电流的关系
2.45
1
10
ILOAD (mA)
11334-026
2.47
ADM7160
600
1k
ILOAD = 1mA
ILOAD = 10mA
ILOAD = 100mA
500
400
IGND (µA)
IGND (µA)
100
300
200
10
100
0
50
100
JUNCTION TEMPERATURE (°C)
150
0
2.30
2.35
图27. 地电流与结温的关系
2.40
2.45
2.50
2.55 2.60
VIN (V)
2.65
2.70
2.75
2.80
图30. 压差下接地电流与输入电压的关系
0.35
120
0.30
SHUTDOWN CURRENT (µA)
140
100
80
60
40
20
VIN = 2.9V
VIN = 3.5V
VIN = 4V
VIN = 4.5V
VIN = 5V
VIN = 5.5V
0.25
0.20
0.15
0.10
10
100
1000
ILOAD (mA)
0
–50
11334-029
1
图28. 压差与负载电流的关系
0
50
TEMPERATURE (°C)
100
150
图31. 不同输入电压下关断电流与温度的关系
2.55
T
ILOAD
2.50
1
2.45
2.40
2.35
ILOAD = 1mA
ILOAD = 10mA
ILOAD = 100mA
2.30
ILOAD = 5mA
ILOAD = 50mA
ILOAD = 200mA
2
VOUT
2.25
2.45
2.50
2.55
2.60
2.65 2.70
VIN (V)
图29. 压差下输出电压与输入电压的关系
2.75
2.80
CH1 200mA
CH2 50mV
M20µs
T 10.00%
A CH1
图32. 负载瞬态响应(CIN 和COUT = 1 μF,
ILOAD = 1 mA至200 mA)
64.0mA
11334-032
2.15
2.30 2.35 2.40
11334-030
2.20
11334-028
0.05
0
VOUT (V)
11334-031
1
–50
ILOAD = 100µA
ILOAD = 10mA
ILOAD = 200mA
11334-025
ILOAD = 10µA
ILOAD = 1mA
ILOAD = 100mA
DROPOUT VOLTAGE (mV)
ILOAD = 5mA
ILOAD = 50mA
ILOAD = 200mA
ADM7160
T
T
VIN
VIN
2
VOUT
CH1 1V
CH2 2mV
M10µs
T 10.80%
VOUT
1
A CH1
4.56V
11334-033
1
图33. 线路瞬态响应(CIN 和COUT = 1 μF,ILOAD = 200 mA)
CH1 1V
CH2 2mV
M10µs
T 10.80%
A CH1
4.56V
11334-034
2
图34. 线路瞬态响应(CIN 和COUT = 1 μF,ILOAD = 1 mA)
ADM7160
工作原理
ADM7160是一款超低噪声、低静态电流、低压差线性调节
器,采用2.2 V至5.5 V电源供电,最大输出电流为200 mA。
ADM7160满载时具有265 μA(典型值)的低静态功耗特性。
关断电流典型值为200 nA。
ADM7160采用创新的设计技术,噪声性能出色,无需噪声
旁路电容,适合对噪声敏感的模拟前端和RF应用。此外,
ADM7160经过优化,利用1 µF陶瓷电容便可稳定工作。
VIN
使能特性
在正常操作条件下,ADM7160利用EN引脚使能和禁能
VOUT引脚。EN为高电平时,VOUT开启;EN为低电平
时,VOUT关闭。若要实现自动启动,可将EN接至VIN。
如图36所示,当EN上的上升电压越过有效阈值时,VOUT
开启。当EN上的下降电压越过无效阈值时,VOUT关闭。
EN引脚本身具有迟滞特性。该迟滞可以防止EN引脚上的
噪声在经过阈值点时引起开关振荡。
VOUT
3.0
R1
2.5
SHORT-CIRCUIT,
UVLO, AND
THERMAL
PROTECTION
SHUTDOWN
REN
REFERENCE
VOUT (V)
EN
2.0
R2
11334-035
GND
1.5
1.0
图35. 内部框图
ADM7160内置一个基准电压源、一个误差放大器、一个反
馈分压器和一个PMOS调整管。输出电流经由PMOS调整管
提供,其受误差放大器控制。误差放大器比较基准电压与
输出端的反馈电压,并放大该差值。如果反馈电压低于基
准电压,PMOS器件的栅极将被拉低,以便通过更多电
流,提高输出电压。如果反馈电压高于基准电压,PMOS
器件的栅极将被拉高,以便通过较少电流,降低输出电
压。
0
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
ENABLE VOLTAGE (V)
11334-038
0.5
图36. EN引脚典型工作方式
EN引脚的有效/无效阈值是从VIN电压获得。因此,这些
阈值会随输入电压而变化。图37显示输入电压从2.2 V变化
到5.5 V时EN引脚的典型有效/无效阈值。
1.2
当EN输入引脚处于开路时,该引脚内置的下拉电阻可将输
入信号维持在低电平状态。
ENABLE THRESHOLD (V)
ADM7160可提供1.1 V至3.3 V范围内的16种输出电压选项。
1.0
EN ACTIVE
0.8
EN INACTIVE
0.6
0.4
0
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
INPUT VOLTAGE (V)
图37. EN引脚典型阈值与输入电压的关系
Rev. A | Page 13 of 24
5.5
11334-039
0.2
ADM7160
软启动
限流和热过载保护
ADM7160利用内置软启动功能,在输出使能时限制浪涌电
流。当输入电压为3.3 V时,从通过EN有效阈值到输出达到
其最终值90%的启动时间约为180 μs。如图38所示,启动时
间取决于输出电压设置。
ADM7160内置限流和热过载保护电路,可防止功耗过大导
致受损。当输出负载达到300 mA(典型值)时,ADM7160的
限流电路就会起作用。当输出负载超过300 mA时,输出电
压会被降低,以保持恒定的电流限制。
热过载保护电路将结温限制在150°C(典型值)以下。在极端
条件下(即高环境温度和高功耗),当结温开始升至150°C以
上时,输出就会关闭,从而将输出电流降至0 mA。当结温
降至135°C以下时,输出又会开启,输出电流恢复为标称
值。
3.5
2.5
2.0
1.5
1.0
ENABLE
VOUT = 3.3V
VOUT = 2.8V
VOUT = 1.1V
0.5
0
0
50
100
150
200
250
300
TIME (µs)
图38. 典型启动性能
350
400
450
11334-040
ENABLE VOLTAGE (V)
3.0
考虑VOUT至地发生负载短路的情况。首先,ADM7160的
限流功能起作用,因此,仅有300 mA电流传导至短路电
路。如果结点的自发热量使其温度升至150°C以上,热关
断功能就会激活,输出关闭,输出电流降至0 mA。当结温
冷却下来,降至135°C以下时,输出开启,将300 mA电流
传导至短路路径中,再次导致结温升至150°C以上。结温
在135°C至150°C范围内的热振荡导致电流在300 mA和0 mA
之间振荡;只要输出端存在短路,振荡就会持续下去。
限流和热过载保护旨在保护器件免受偶然过载条件影响。
为保证器件稳定工作,必须从外部限制器件的功耗,使结
温不会超过125°C。
Rev. A | Page 14 of 24
ADM7160
电容选择
输出电容
ADM7160设计采用节省空间的小型陶瓷电容,不过只要注
意等效串联电阻(ESR)值要求,也可以采用大多数常用电
容。输出电容的ESR会影响LDO控制回路的稳定性。为了
确保ADM7160稳定工作,推荐使用至少1 µF、ESR为1 Ω或
更小的电容。输出电容还会影响负载电流变化的瞬态响
应。采用较大的输出电容值可以改善ADM7160对大负载电
流变化的瞬态响应。图39显示输出电容值为1 μF时的瞬态
响应。
T
ILOAD
1
图40所示为0402、1 µF、10 V、X5R电容的电容与电压偏置
特性关系图。电容的电压稳定性受电容尺寸和电压额定值
影响极大。一般来说,封装较大或电压额定值较高的电容
具有更好的稳定性。X5R电介质的温度变化率在−40°C至
+85°C温度范围内约为±15%,与封装或电压额定值没有函
数关系。
1.2
1.0
CAPACITANCE (µF)
应用信息
0.8
0.6
0.4
0
2
VOUT
0
2
4
6
8
VOLTAGE BIAS (V)
10
11334-037
0.2
图40. 电容与电压偏置特性的关系
CH2 50mV
M20µs
T 10.00%
A CH1
64mA
考虑电容随温度、元件容差和电压的变化,可以利用公式
1确定最差情况下的电容。
11334-036
CH1 200mA
CEFF = CBIAS × (1 − TEMPCO) × (1 − TOL
图39. 输出瞬态响应(COUT = 1 µF)
输入旁路电容
在VIN至GND之间连接一个1 µF电容可以降低电路对PCB布
局布线的敏感性,特别是遇到长输入走线或高信号源阻抗
时。如果要求输出电容大于1 F,应选用更高的输入电容。
输入和输出电容特性
只要符合最小电容和最大ESR要求,ADM7160可用采用任
何质量优良的陶瓷电容。陶瓷电容可采用各种各样的电介
质制造,温度和所施加的电压不同,其特性也不相同。电
容必须具有足够的电介质,以确保在必需的温度范围和直
流偏置条件下电容值最低。推荐使用额定电压为6.3 V或10 V
的X5R或X7R电介质。Y5V和Z5U电介质的温度和直流偏置
特性不佳,建议不要使用。
其中:
CBIAS为工作电压下的有效电容。TEMPCO为最差的电容温
度系数。TOL为最差的元件容差。
本例中,假定X5R电介质在−40°C至+85°C范围内的最差条
件温度系数(TEMPCO)为15%。如图40所示,在1.8 V电压
下,假定电容容差(TOL)为10%,CBIAS=0.94 μF。
将这些值代入公式1中可得到:
CEFF
因此,在选定输出电压条件下,本例中所选电容满足LDO
调节器在温度和容差方面的最小电容要求。
为了保证ADM7160的性能,必须针对每一种应用来评估直
流偏置、温度和容差对电容性能的影响。
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ADM7160
图41和42分别显示针对5引脚TSOT和6引脚LFCSP封装而
言,VIN和VOUT引脚的4.7 μF电容连接情况。
表6. 典型θJA值
ADM7160
1
CIN
4.7µF
ON
OFF
VIN
2
GND
3
EN
VOUT = 2.5V
VOUT 5
COUT
4.7µF
覆铜面积 (mm 2)
01
50
100
300
500
NC 4
11334-001
VIN = 2.9V
表6给出了各种PCB覆铜尺寸时5引脚TSOT和6引脚LFCSP封
装的典型θJA值。
NC = NO CONNECT. DO NOT
CONNECT TO THIS PIN.
图41. 4.7 μF输入和输出电容情况下的5引脚TSOT
1
6
CIN
4.7µF
5
ON
4
OFF
VIN
VOUT
ADM7160
NC
TOP VIEW NC
(Not to Scale)
EN
GND
1
2
器件焊接在最小尺寸引脚走线上。
表7给出了5引脚TSOT和6引脚LFCSP封装的典型ΨJB值。
COUT
4.7µF
3
NC = NO CONNECT. DO NOT
CONNECT TO THIS PIN.
θJA (°C/W)
LFCSP
231.2
161.8
150.1
111.5
91.8
VOUT = 2.5V
表7. 典型ΨJB值
11334-102
VIN = 2.9V
TSOT
170
152
146
134
131
封装
TSOT
LFCSP
图42. 4.7 μF输入和输出电容情况下的6引脚LFCSP
ΨJB (°C/W)
43
28.3
ADM7160的结温可通过下式计算:
散热考虑
ADM7160的效率很高,在多数应用中不会产生大量热量。
然而,在环境温度高、电源电压与输出电压差很大的应用
中,封装散发的热量可能导致芯片的结温超过最高结温
125°C。
当结温超过150℃时,ADM7160进入热关断模式。只有当
结温降至135°C以下时,调节器才会恢复工作,以防永久性
受损。因此,为了保证器件在所有条件下具有可靠性能,
必须对具体应用进行热分析。芯片的结温为环境温度与功
耗所引起的封装温升之和,如公式2所示。
为保证器件可靠工作,ADM7160的结温不得超过125°C。
为确保结温低于此最高结温,用户需要注意会导致结温变
化的参数。这些参数包括环境温度、功率器件的功耗、结
与周围空气之间的热阻(θJA)。θJA的值取决于所用的封装填
充物以及将封装GND引脚和裸露焊盘(以LFCSP封装为例)焊
接到PCB所用的覆铜数量。
TJ = TA + (PD × θJA)
(2)
其中:
TA是环境温度。
θJA为封装的结至环境热阻。
PD为芯片的功耗,通过下式计算:
PD = [(VIN − VOUT) × ILOAD] + (VIN × IGND)
(3)
其中:
VIN和VOUT分别为输入和输出电压。
ILOAD为负载电流。
IGND为接地电流。
接地电流引起的功耗相当小,可忽略不计。因此,结温的
计算公式可简化为:
TJ = TA + {[(VIN − VOUT) × ILOAD] × θJA}
(4)
如等式4所示,针对给定的环境温度、输入至输出电压差
和连续负载电流,为了确保结温不超过125°C,对PCB存在
一个最小覆铜尺寸要求。
图43至图54显示了不同环境温度、负载电流、输入至输出
电压差和PCB覆铜面积的结温计算结果。
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ADM7160
140
140
MAXIMUM JUNCTION TEMPERATURE
60
40
20
0
0.3
ILOAD = 1mA
ILOAD = 10mA
ILOAD = 50mA
0.8
1.3
1.8
ILOAD = 100mA
ILOAD = 150mA
ILOAD = 200mA
2.3
2.8
3.3
VIN – VOUT (V)
3.8
4.3
4.8
80
60
40
20
0
0.3
图43. TSOT,500 mm 2 PCB覆铜,TA = 25℃
ILOAD = 1mA
ILOAD = 10mA
ILOAD = 50mA
0.8
JUNCTION TEMPERATURE, TJ (°C)
100
80
60
40
20
ILOAD = 1mA
ILOAD = 10mA
ILOAD = 50mA
0.8
1.3
1.8
ILOAD = 100mA
ILOAD = 150mA
ILOAD = 200mA
2.3
2.8
3.3
VIN – VOUT (V)
3.8
4.3
4.8
4.3
4.8
4.8
4.8
120
100
80
60
40
20
0
0.3
11334-042
JUNCTION TEMPERATURE, TJ (°C)
3.8
MAXIMUM JUNCTION TEMPERATURE
120
图44. TSOT,100 mm 2 PCB覆铜,TA = 25℃
ILOAD = 1mA
ILOAD = 10mA
ILOAD = 50mA
0.8
1.3
1.8
ILOAD = 100mA
ILOAD = 150mA
ILOAD = 200mA
2.3
2.8
3.3
VIN – VOUT (V)
3.8
4.3
图47. TSOT,100 mm 2 PCB覆铜,TA = 50℃
140
140
MAXIMUM JUNCTION TEMPERATURE
MAXIMUM JUNCTION TEMPERATURE
JUNCTION TEMPERATURE, TJ (°C)
120
100
80
60
40
20
ILOAD = 1mA
ILOAD = 10mA
ILOAD = 50mA
0.8
1.3
1.8
ILOAD = 100mA
ILOAD = 150mA
ILOAD = 200mA
2.3
2.8
3.3
VIN – VOUT (V)
3.8
4.3
4.8
11334-043
JUNCTION TEMPERATURE, TJ (°C)
2.3
2.8
3.3
VIN – VOUT (V)
140
MAXIMUM JUNCTION TEMPERATURE
0
0.3
1.8
图46. TSOT,500 mm 2 PCB覆铜,TA = 50℃
140
0
0.3
1.3
ILOAD = 100mA
ILOAD = 150mA
ILOAD = 200mA
11334-044
80
100
11334-045
100
120
11334-046
JUNCTION TEMPERATURE, TJ (°C)
120
11334-041
JUNCTION TEMPERATURE, TJ (°C)
MAXIMUM JUNCTION TEMPERATURE
120
100
80
60
40
20
0
0.3
ILOAD = 1mA
ILOAD = 10mA
ILOAD = 50mA
0.8
1.3
1.8
ILOAD = 100mA
ILOAD = 150mA
ILOAD = 200mA
2.3
2.8
3.3
VIN – VOUT (V)
3.8
4.3
图48. TSOT,50 mm 2 PCB覆铜,TA = 50℃
图45. TSOT,50 mm 2 PCB覆铜,TA = 25℃
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ADM7160
140
140
MAXIMUM JUNCTION TEMPERATURE
100
80
60
40
20
0.8
1.3
1.8
ILOAD = 100mA
ILOAD = 150mA
ILOAD = 200mA
2.3
2.8
3.3
VIN – VOUT (V)
3.8
4.3
4.8
100
80
60
40
20
0
0.3
图49. LFCSP,500 mm 2 PCB覆铜,TA = 25℃
ILOAD = 1mA
ILOAD = 10mA
ILOAD = 50mA
0.8
2.3
2.8
3.3
VIN – VOUT (V)
3.8
4.3
4.8
140
MAXIMUM JUNCTION TEMPERATURE
MAXIMUM JUNCTION TEMPERATURE
100
80
60
40
20
ILOAD = 1mA
ILOAD = 10mA
ILOAD = 50mA
0.8
1.3
1.8
ILOAD = 100mA
ILOAD = 150mA
ILOAD = 200mA
2.3
2.8
3.3
VIN – VOUT (V)
3.8
4.3
4.8
120
100
80
60
40
20
0
0.3
图50. LFCSP,100 mm 2 PCB覆铜,TA = 25℃
ILOAD = 1mA
ILOAD = 10mA
ILOAD = 50mA
0.8
1.3
1.8
ILOAD = 100mA
ILOAD = 150mA
ILOAD = 200mA
2.3
2.8
3.3
VIN – VOUT (V)
3.8
4.3
4.8
11334-051
JUNCTION TEMPERATURE, TJ (°C)
120
11334-048
JUNCTION TEMPERATURE, TJ (°C)
1.8
图52. LFCSP,500 mm 2 PCB覆铜,TA = 50℃
140
0
0.3
1.3
ILOAD = 100mA
ILOAD = 150mA
ILOAD = 200mA
4.8
11334-052
0
0.3
ILOAD = 1mA
ILOAD = 10mA
ILOAD = 50mA
120
11334-050
JUNCTION TEMPERATURE, TJ (°C)
120
11334-047
JUNCTION TEMPERATURE, TJ (°C)
MAXIMUM JUNCTION TEMPERATURE
图53. LFCSP,100 mm 2 PCB覆铜,TA = 50℃
140
140
JUNCTION TEMPERATURE, TJ (°C)
120
100
80
60
40
20
0
0.3
ILOAD = 1mA
ILOAD = 10mA
ILOAD = 50mA
0.8
1.3
1.8
ILOAD = 100mA
ILOAD = 150mA
ILOAD = 200mA
2.3
2.8
3.3
VIN – VOUT (V)
3.8
4.3
4.8
图51. LFCSP,50 mm 2 PCB覆铜,TA = 25℃
MAXIMUM
JUNCTION
TEMPERATURE
120
100
80
60
40
20
0
0.3
11334-049
JUNCTION TEMPERATURE, TJ (°C)
MAXIMUM JUNCTION TEMPERATURE
ILOAD = 1mA
ILOAD = 10mA
ILOAD = 50mA
0.8
1.3
1.8
ILOAD = 100mA
ILOAD = 150mA
ILOAD = 200mA
2.3
2.8
3.3
VIN – VOUT (V)
3.8
4.3
图54. LFCSP,50 mm 2 PCB覆铜,TA = 50℃
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ADM7160
在已知板温的情况下,可以利用热特性参数(ΨJB)来估算结
温上升情况(见图55和图56)。最高结温(TJ)可由板温度(TB)
和功耗(PD)通过下式计算:
TJ = TB + (PD × ΨJB)
(5)
5引脚TSOT封装的ΨJB典型值为43℃/W,6引脚LFCSP封装
为28.3℃/W。
140
通过增加ADM7160引脚处的覆铜用量,可改善封装的散热
性能。但是,如表6所示,这种增加存在效益递减的现
象,当覆铜量达到某一数量点后,再继续增加覆铜的用量
并不会带来明显的散热效益。
输入电容应尽可能靠近VIN和GND引脚放置。输出电容应
尽可能靠近VOUT和GND引脚放置。在板面积受限的应用
中,使用0402或0603尺寸的电容可实现最小尺寸解决方
案。
100
80
60
40
20
0
0.3
ILOAD = 1mA
ILOAD = 10mA
ILOAD = 50mA
0.8
1.3
1.8
ILOAD = 100mA
ILOAD = 150mA
ILOAD = 200mA
2.3
2.8
3.3
VIN – VOUT (V)
3.8
4.3
4.8
11334-053
JUNCTION TEMPERATURE, TJ (°C)
MAXIMUM JUNCTION TEMPERATURE
120
PCB布局考虑
图55. TSOT,TA = 85°C
140
11334-055
100
图57. PCB布局示例,TSOT封装
80
60
40
0
0.3
ILOAD = 1mA
ILOAD = 10mA
ILOAD = 50mA
1.3
ILOAD = 100mA
ILOAD = 150mA
ILOAD = 200mA
2.3
3.3
VIN – VOUT (V)
4.3
5.3
图56. LFCSP,TA = 85°C
11334-056
20
11334-054
JUNCTION TEMPERATURE, TJ (°C)
MAXIMUM JUNCTION TEMPERATURE
120
图58. PCB布局示例,LFCSP封装
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ADM7160
典型应用电路
ADM7160
VIN = 2.9V
CIN
4.7µF
ON
OFF
1
VIN
2
GND
3
EN
VOUT 5
VOUT = 2.5V
COUT
4.7µF
2.5V TO 5V
NC 4
NC = NO CONNECT
IN+
VDD
VREF
DVDD
1.8V TO 5V
16-BIT/18-BIT ADC
0V TO VREF
DIGITAL
OUTPUT
VDD
11334-101
IN–
图59. ADM7160为16位/18位ADC供电
ADM7160
VIN = 5V
CIN
4.7µF
ON
OFF
1
VIN
2
GND
3
EN
VOUT 5
VOUT = 3.3V
COUT
4.7µF
INPUT
NC = NO CONNECT
ADM7160
CIN
4.7µF
ON
OFF
1
VIN
2
GND
3
EN
VOUT 5
PHASE
DETECTOR
CHARGE
PUMP
LOOP
FILTER
PLL BLOCK DIAGRAM
VOUT = 3.3V
COUT
4.7µF
VCO
OUTPUT
VOLTAGECONTROLLED
OSCILLATOR
N DIVIDER
DVDD
NC 4
AVDD
11334-002
VIN = 5V
VVCO
VCP
NC 4
NC = NO CONNECT
图60. ADM7160为PLL/VCO供电
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ADM7160
外形尺寸
2.90 BSC
5
4
2.80 BSC
1.60 BSC
1
2
3
0.95 BSC
1.90
BSC
*1.00 MAX
0.10 MAX
0.50
0.30
0.20
0.08
8°
4°
0°
SEATING
PLANE
0.60
0.45
0.30
100708-A
*0.90 MAX
0.70 MIN
*COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-193-AB WITH
THE EXCEPTION OF PACKAGE HEIGHT AND THICKNESS.
图61. 5引脚超薄小型晶体管封装[TSOT]
(UJ-5)
图示尺寸单位:mm
1.70
1.60
1.50
2.10
2.00 SQ
1.90
0.65 BSC
6
PIN 1 INDEX
AREA
0.15 REF
1.10
1.00
0.90
EXPOSED
PAD
0.425
0.350
0.275
1
3
TOP VIEW
0.60
0.55
0.50
SEATING
PLANE
BOTTOM VIEW
0.05 MAX
0.02 NOM
0.35
0.30
0.25
FOR PROPER CONNECTION OF
THE EXPOSED PAD, REFER TO
THE PIN CONFIGURATION AND
FUNCTION DESCRIPTIONS
SECTION OF THIS DATA SHEET.
0.20 REF
图62. 6引脚LFCSP_UD封装[引脚架构芯片级]
2.00 mm x 2.00 mm,超薄体,双列引脚
(CP-6-3)
图示尺寸单位:mm
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0.20 MIN
PIN 1
INDICATOR
(R 0.15)
02-06-2013-D
4
ADM7160
订购指南
型号 1, 2
ADM7160AUJZ-1.8-R7
ADM7160AUJZ-2.5-R7
ADM7160AUJZ-3.3-R7
ADM7160AUJZ-1.8-R2
ADM7160AUJZ-2.5-R2
ADM7160AUJZ-3.3-R2
ADM7160ACPZN1.8-R7
ADM7160ACPZN2.5-R7
ADM7160ACPZN3.3-R7
ADM7160ACPZN1.8-R2
ADM7160ACPZN2.5-R2
ADM7160ACPZN3.3-R2
ADM7160CP-EVALZ
ADM7160UJ-EVALZ
1
2
温度范围
−40°C 至 +125°C
−40°C 至 +125°C
−40°C 至 +125°C
−40°C 至 +125°C
−40°C 至 +125°C
−40°C 至 +125°C
−40°C 至 +125°C
−40°C 至 +125°C
−40°C 至 +125°C
−40°C 至 +125°C
−40°C 至 +125°C
−40°C 至 +125°C
输出电压 (V)
1.8
2.5
3.3
1.8
2.5
3.3
1.8
2.5
3.3
1.8
2.5
3.3
封装描述
5引脚TSOT封装
5引脚TSOT封装
5引脚TSOT封装
5引脚TSOT封装
5引脚TSOT封装
5引脚TSOT封装
6引脚LFCSP_UD
6引脚LFCSP_UD
6引脚LFCSP_UD
6引脚LFCSP_UD
6引脚LFCSP_UD
6引脚LFCSP_UD
LFCSP_UD评估板
TSOT评估板
Z = 符合RoHS标准的器件。
如需其它电压选项,请联系当地的ADI公司办事处或代理商。
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封装选项
UJ-5
UJ-5
UJ-5
UJ-5
UJ-5
UJ-5
CP-6-3
CP-6-3
CP-6-3
CP-6-3
CP-6-3
CP-6-3
标识
LNH
LNJ
LNK
LNH
LNJ
LNK
LNH
LNJ
LNK
LNH
LNJ
LNK
ADM7160
注释
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ADM7160
注释
©2013–2014 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and
registered trademarks are the property of their respective owners.
D11334sc-0-4/14(A)
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