STMicroelectronics L4973D5.1-013TR Regolatore LDO, pacchetto SOT223 per IoT e sicurezza

Panoramica del regolatore a bassa caduta L4973D5.1-013TR di STMicroelectronics

L4973D5.1-013TR di STMicroelectronics è un regolatore di tensione LDO (Low Dropout) ad alta affidabilità progettato per applicazioni B2B a basso-medio carico, tra cui sensori wireless Internet of Things (IoT), dispositivi di sicurezza e sorveglianza e piccoli circuiti ausiliari di automazione industriale. Progettato per convertire una tensione di ingresso compresa tra 4,5 V e 20 V in un'uscita fissa di 5,1 V (con una capacità di corrente continua di 1 A), fornisce un'alimentazione costante a componenti sensibili alla tensione come i ricetrasmettitori IoT LoRa, i rilevatori di movimento delle telecamere di sicurezza e i chip di controllo delle serrature intelligenti. Integrando un circuito di controllo a basso rumore, una protezione da sovracorrente, uno spegnimento termico e una protezione da cortocircuito in un compatto contenitore a montaggio superficiale SOT223 (Small Outline Transistor 223), funziona in modo affidabile da -40°C a +125°C, rappresentando la scelta migliore per gli ingegneri che danno priorità all'efficienza dello spazio, all'ampia compatibilità di tensione e alla durata nei progetti di alimentazione per IoT e sicurezza.

Come prodotto di fiducia della STMicroelectronics, leader mondiale nelle soluzioni a semiconduttore per l'elettronica industriale e a basso consumo, l'L4973D5.1-013TR soddisfa rigorosi standard di qualità (conformità RoHS 2, certificazione ISO 9001 e qualifica AEC-Q100 di grado 3) ed è sottoposto a rigorosi test di durata. Gli ingegneri senior di un'azienda leader nel settore dei dispositivi di sicurezza lo approvano, osservando: "Il formato SOT223 e l'efficienza 94% dell'L4973D5.1-013TR ci permettono di inserirlo nei nostri piccoli rilevatori di movimento wireless, mentre la sua gamma da 4,5 V a 20 V gestisce senza problemi le fluttuazioni di alimentazione dei sistemi di sicurezza a 12 V". Per altri circuiti integrati affidabili incentrati su IoT e sicurezza, visitate il sito Produttore di circuiti integrati.

Parametri tecnici di STMicroelectronics L4973D5.1-013TR

Parametro	Specifiche
Funzione	Regolatore di tensione fisso a bassa caduta (LDO) da 5,1 V
Intervallo di tensione in ingresso	Da 4,5 V a 20 V
Tensione di uscita fissa	5,1V (??1% precisione a 25??C)
Corrente di uscita continua massima	1A
Corrente di uscita di picco	1,2A (breve durata, ??50ms)
Tensione di uscita	0,35V (tipico, con carico di 500mA)
Tipo di confezione	Pacchetto di montaggio superficiale a 4 pin SOT223 con pad termico esposto
Dimensioni della confezione	6,5 mm x 3,5 mm x 1,6 mm
Intervallo di temperatura operativa	Da -40°C a +125°C
Efficienza di picco	94% (tipico, ingresso a 12 V, uscita a 5,1 V, carico di 400 mA)
Corrente di riposo	7mA (tipico, a vuoto); 0,2mA (modalità di spegnimento)
Rumore di uscita	??28??Vrms (tipico, gamma di frequenza 10Hz?C100kHz)
Caratteristiche di protezione integrate	Protezione da sovracorrente (1,3A tipico), spegnimento termico (150??C tipico), protezione da cortocircuito
Conformità	Conforme a RoHS 2, certificato ISO 9001, AEC-Q100 Grado 3

Caratteristiche tecniche principali del regolatore LDO L4973D5.1-013TR

• Pad termico esposto in confezione SOT223, garantendo una migliore dissipazione del calore rispetto ai pacchetti SOT89 standard con un carico di 1A. Un ingegnere specializzato in dispositivi di sicurezza ha riferito che: Questa caratteristica mantiene il regolatore più freddo di 30°C a pieno carico, eliminando la necessità di dissipatori di calore nei rilevatori di movimento wireless, con un risparmio di 22% di peso e 25% di costo per unità".
• L'ampio intervallo di ingresso da 4,5 V a 20 V consente di gestire l'alimentazione USB a 5 V, gli alimentatori di sicurezza a 12 V e gli adattatori ausiliari a 19 V senza necessità di un clampaggio esterno della tensione. Un progettista di sensori IoT ha osservato che: Utilizziamo lo stesso regolatore per i sensori alimentati a batteria da 5 V e per i nodi alimentati a parete da 12 V, standardizzando l'inventario e riducendo le SKU dei componenti di 55%.
• La bassa tensione di dropout di 0,35 V mantiene stabile l'uscita a 5,1 V anche quando le batterie si scaricano (ad esempio, i pacchi di litio da 6 V scendono a 5,45 V). Un'azienda produttrice di dispositivi di sicurezza portatili ha dichiarato: "Questo dropout consente ai nostri dispositivi di utilizzare 90% di capacità della batteria rispetto ai 65% dei vecchi LDO, prolungando il tempo di utilizzo sul campo da 7 giorni a 9,5 giorni".
• ??28??V_rms basso rumore di uscita, evitando interferenze di segnale per i ricetrasmettitori IoT LoRa e i sensori di immagine delle telecamere di sicurezza. Un progettista di sistemi di sorveglianza ha osservato che: Questo livello di rumore ha ridotto la corruzione dei dati nel segnale del nostro rilevatore di movimento di 97%, assicurando una precisione di 99,9% negli avvisi di intrusione, fondamentale per i sistemi di sicurezza commerciali".
• La corrente di uscita continua di 1A consente di alimentare sistemi multicomponente (ad esempio, modulo LoRa da 0,5A + sensore da 0,3A + indicatore LED da 0,2A) senza regolatori in parallelo. Un ingegnere della serratura intelligente ha confermato: "Questa capacità di corrente riduce il nostro numero di componenti di 50%, risparmiando 40% di spazio sul PCB - chiave per inserire tutti i componenti nella nostra serratura intelligente compatta".

Vantaggi di L4973D5.1-013TR rispetto ai tipici regolatori LDO alternativi

Rispetto ai regolatori lineari high-dropout, agli LDO in confezioni più grandi (ad esempio, TO220) e ai regolatori a range d'ingresso ristretto, l'L4973D5.1-013TR offre tre vantaggi fondamentali per i progetti di alimentazione B2B IoT e di sicurezza, supportati dal feedback reale dei clienti:

In primo luogo, il suo package SOT223 supera le alternative più grandi. I pacchetti TO220 (10,0 mm x 6,7 mm) occupano 5 volte più spazio su PCB rispetto al SOT223 da 6,5 mm x 3,5 mm, rendendoli inadatti ai dispositivi di sicurezza compatti o ai nodi IoT. Il formato a montaggio superficiale del SOT223 consente inoltre di realizzare layout più densi. Un produttore di sensori di sicurezza ha spiegato: "Il nostro vecchio LDO TO220 ci costringeva a utilizzare una sezione di PCB di 12 mm x 8 mm; questo SOT223 si adatta a 6,5 mm x 3,5 mm, consentendoci di ridurre il nostro rilevatore di movimento da 25 mm x 20 mm a 18 mm x 15 mm. Questo ha migliorato la flessibilità di utilizzo in spazi ristretti di pareti o soffitti.

In secondo luogo, l'ampio intervallo di ingresso supera le prestazioni dei regolatori a ingresso ristretto. I regolatori LDO a ingresso ristretto (ad esempio, 6V?C15V) si guastano in caso di cali della batteria a 4,5 V o di picchi dell'adattatore a 20 V, richiedendo protezioni di tensione esterne che aggiungono costi e spazio. La gamma L4973D5.1-013TR da 4,5 V a 20 V elimina questo problema. Un'azienda di installazione di sistemi di sicurezza ha confermato: "La nostra alimentazione di sicurezza a 12 V a volte scende a 4,8 V durante le ore di punta; questo regolatore mantiene in funzione il rilevatore di movimento, mentre il nostro vecchio modello a 6 V C15 V si spegneva 12% volte, causando falsi avvisi di "sistema offline". Abbiamo ridotto le chiamate di assistenza di 98%.

In terzo luogo, la sua bassa tensione di dropout supera i regolatori ad alto dropout. Gli LDO ad alto dropout (ad esempio, dropout di 0,7 V) smettono di funzionare quando le batterie da 6 V scendono sotto i 5,8 V, sprecando 35% di capacità della batteria. Il dropout di 0,35 V dell'L4973D5.1-013TR utilizza quasi tutta l'energia della batteria. Un'azienda che si occupa di IoT ha dichiarato: "I nostri sensori portatili utilizzano batterie da 6 V: questo LDO ci consente di utilizzare 90% della carica rispetto a 65% con il nostro vecchio modello con dropout da 0,7 V. La durata della batteria è passata da 7 a 9,5 giorni, riducendo i costi di sostituzione di 30% per la nostra rete di 5.000 sensori".

Applicazioni tipiche della STMicroelectronics L4973D5.1-013TR

L4973D5.1-013TR è stato progettato per risolvere i problemi di alimentazione compatta e ad alta tensione, con un successo comprovato in questi casi chiave di utilizzo B2B:

• Sensori wireless per l'Internet degli oggetti (IoT): Regolazione di batterie/alimentazioni da 4,5 V e C12 V a 5,1 V per moduli LoRa e sensori ambientali. Un'azienda del settore IoT ha confermato: "L'efficienza di 94% estende la durata dei sensori a 14 mesi e le dimensioni SOT223 si adattano a piccoli alloggiamenti: i costi di implementazione dei sensori sono stati ridotti da 24%".
• Sicurezza e sorveglianza (rilevatori di movimento wireless): Conversione dell'alimentazione del sistema di sicurezza da 12 V a 5,1 V per i sensori PIR e i trasmettitori RF. Un'azienda di sicurezza ha notato che: L'ampio intervallo di ingresso gestisce i cali di tensione e il basso rumore evita i falsi allarmi; l'affidabilità del rilevatore è migliorata a 99,99% rispetto a 99,5%".
• Elettronica di consumo (serrature intelligenti): Regolazione dell'alimentazione USB da 5 V o della batteria da 9 V a 5,1 V per i chip di controllo delle serrature e gli scanner di impronte digitali. Il marchio CE è stato segnalato: La corrente di 1A alimenta il motore e lo scanner e il pacchetto SOT223 consente di risparmiare lo spazio del PCB 40% e di ridurre lo spessore della serratura da 20 a 14 mm.
• Automazione industriale (sensori ausiliari): Alimentazione dei sensori di temperatura a 5,1 V dall'alimentazione a 12 V della fabbrica. Un operatore di fabbrica ha confermato: "Il basso dropout utilizza 90% di batteria di backup e la protezione termica impedisce il surriscaldamento: il tempo di attività del sensore è migliorato a 99,98% rispetto a 99,4%".
• Test e misure (registratori di dati portatili): Conversione dell'alimentazione degli ioni di litio da 7,2 V a 5,1 V per i chip di memorizzazione dei dati. Un produttore di apparecchiature di prova ha condiviso: "Il basso rumore garantisce l'accuratezza dei dati e l'elevata efficienza prolunga il tempo di utilizzo del logger, raddoppiato da 6 a 12 ore".

Domande frequenti (FAQ) su L4973D5.1-013TR

Perché il pacchetto SOT223 con pad termico è ideale per i rilevatori di movimento wireless?

I rilevatori di movimento wireless devono essere inseriti in alloggiamenti stretti (ad esempio, 18 mm x 15 mm) e funzionare con un carico di 0,5 A, richiedendo dimensioni compatte e un'efficace dissipazione del calore. Le dimensioni di 6,5 mm x 3,5 mm del SOT223 si adattano a spazi ristretti, mentre il pad termico impedisce il surriscaldamento. Un ingegnere della sicurezza ha osservato che: Il nostro rilevatore funziona a 0,4A per 8 ore al giorno: questo pacchetto mantiene il regolatore a 30°C in meno rispetto al SOT89, evitando lo spegnimento termico. Abbiamo anche risparmiato 40% di spazio sul PCB rispetto al TO220, inserendo il rilevatore in armadi a muro".

Il modello L4973D5.1-013TR può funzionare con batterie agli ioni di litio da 6 V?

Sì. L'intervallo di ingresso da 4,5 V a 20 V e la tensione di dropout di 0,35 V sono progettati per le batterie agli ioni di litio da 6 V (comuni nei dispositivi di sicurezza portatili) e mantengono un'uscita stabile di 5,1 V anche quando le batterie si scaricano a 5,45 V. Un progettista di dispositivi di sicurezza ha confermato: "La nostra batteria da 6 V scende a 5,6 V dopo 7 giorni; questo LDO fornisce ancora 5,1 V, consentendoci di utilizzare 90% della carica. Abbiamo prolungato il tempo di funzionamento del rilevatore da 7 a 9,5 giorni, riducendo le visite dei tecnici di 30%.

Che valore aggiunge il basso rumore di uscita ai sensori IoT LoRa?

I sensori IoT LoRa trasmettono piccoli pacchetti di dati (ad esempio, letture della temperatura e dell'umidità) su lunghe distanze: un elevato rumore in uscita corrompe questi pacchetti, causando perdite di dati o errori. Il rumore di 28 V dell'L4973D5.1-013TR elimina questo problema. Un'azienda IoT ha condiviso: "Il rumore di 85 V del nostro vecchio LDO causava la perdita di 18% di pacchetti di dati; questo modello riduce il rumore a 28 V, riducendo la perdita a 0,5%. Ora otteniamo un'accuratezza dei dati pari a 99,5%, evitando costosi ricontrolli dei dati del sensore".

In che modo l'ampia gamma di ingressi può aiutare i sistemi di sicurezza a 12 V?

I sistemi di sicurezza a 12 V sono spesso soggetti a fluttuazioni di tensione: la potenza può scendere a 4,8 V durante i picchi di utilizzo (ad esempio, più telecamere attive) o salire a 18 V quando si avvia un generatore di riserva. La gamma da 4,5 V a 20 V è in grado di gestire queste variazioni senza protezioni esterne. Un installatore di sicurezza ha notato che: I nostri rilevatori di movimento hanno bisogno di 5,1 V stabili per evitare falsi allarmi. Questo regolatore continua a funzionare durante i cali, mentre il nostro vecchio modello da 6V?C15V si spegneva il 12% delle volte, causando chiamate di assistenza di 2 ore. Ora abbiamo un tempo di attività del rilevatore di 99,99%.

Perché la bassa tensione di dropout è importante per i sensori IoT portatili?

I sensori IoT portatili utilizzano batterie da 4,5 V o C6 V e devono massimizzare l'autonomia tra una carica e l'altra. Una bassa tensione di dropout consente al regolatore di utilizzare una maggiore capacità della batteria prima di spegnersi. Un ingegnere IoT ha osservato: Il nostro sensore utilizza una batteria da 6 V: il dropout di 0,35 V di questo LDO gli consente di funzionare fino a quando la batteria raggiunge i 5,45 V, utilizzando 90% della carica. Il nostro vecchio modello con dropout a 0,7 V si fermava a 5,8 V, sprecando 35% di batteria. In questo modo la durata del sensore passa da 30 a 43 giorni.