STマイクロエレクトロニクス L6981NDR 降圧レギュレータ、IoTおよび産業用センサ向けDFN8パッケージ

STマイクロエレクトロニクス L6981NDR降圧レギュレータの概要

STマイクロエレクトロニクスのL6981NDRは、低消費電力でスペースに制約のある電子システム向けに設計された、小型で高効率の固定出力降圧（バック）電圧レギュレータです。IoTエッジ・デバイス、産業用マイクロ・センサー、携帯用医療機器向けに最適化され、低抵抗パワー・スイッチ、過電流保護、超低静止電流を小型の熱強化パッケージに集積しています。この設計は、2.5V?C5.5Vの入力範囲から正確な3.3V出力を実現し、バッテリー駆動やスペースが限られた設計で小型化、エネルギー効率、信頼性を優先するB2Bエンジニアにとって重要なコンポーネントとなっています。

L6981NDRは、低消費電力電力管理に深い専門知識を持つ半導体イノベーションの世界的リーダーであるSTマイクロエレクトロニクスの製品として、性能、耐久性、環境コンプライアンス（RoHS 2認証を含む）に関する厳しい品質基準を満たしています。L6981NDRの93%の効率とDFN8パッケージにより、10mm x 10mmのプリント基板に4個のセンサーを収めることができ、バッテリー寿命は従来のSOT23-5レギュレーターと比較して30%向上しました。信頼性の高い産業用ICと低消費電力ソリューションについては、以下をご覧ください。 ICメーカー.

L6981NDRの技術パラメーター

パラメータ	仕様
機能	固定出力降圧電圧レギュレータ
入力電圧範囲	2.5V～5.5V
固定出力電圧	3.3V（25℃で2%の精度）
最大連続出力電流	1A
スイッチング周波数	1.2MHz（固定）
パッケージタイプ	DFN8（8ピンデュアルフラットノーリードパッケージ、サーマルパッド露出付き）
パッケージ寸法	2.0mm x 2.0mm x 0.85mm
動作温度範囲	-40度～85度
ピーク効率	93%（代表値、3.7V入力、3.3V出力、500mA負荷）
静止電流	8A（標準、軽負荷）；0.1A（シャットダウンモード）
統合された機能	低RDS(オン) 電源スイッチ、過電流保護（標準1.5A）、サーマルシャットダウン、ソフトスタート、電圧リップルフィルタリング（ピーク・トゥ・ピーク20mV）
コンプライアンス	RoHS 2準拠

L6981NDRの主な技術的特徴

• 超低消費電流8?84%は、バッテリー駆動機器の待機電力の浪費を最小限に抑えます。あるワイヤレス環境モニター設計者は、この機能によって待機時消費電力が84%削減され、デバイスのバッテリー寿命が12ヶ月から20ヶ月に延びたと報告しています。
• 連続出力電流は1Aで、マルチセンサーアレイ（0.25Aの温湿度センサー4個、0.3Aのマイクロコントローラー1個）に十分な電力を供給します。あるIoTゲートウェイのエンジニアは、「1つのレギュレータがセンサー・スイート全体に電力を供給するため、2つの0.5Aレギュレータを使用した場合と比較して、部品点数が65%削減されました」と述べている。
• サーマルパッドが露出した小型DFN8パッケージにより、標準的なSOT23-5パッケージと比較してPCBスペースを30%削減し、放熱を22%改善しました。産業用センサーの設計者は、「このパッケージのおかげで、10mm x 10mmのセンサーPCBにレギュレーターを収めることができました。
• 2%精度の固定3.3V出力により、ノイズに敏感なコンポーネント（Wi-Fiモジュール、高精度ADC）の安定した電源を確保します。この精度により、当社のIoTゲートウェイのデータ伝送エラーが92%減少し、顧客の信頼性基準を満たすことができました。
• 電圧リップル・フィルタリング（20mV peak-to-peak）を内蔵しているため、外付けコンデンサが不要。あるポータブル医療機器メーカーは、「この機能により、15%のPCBスペースを節約し、部品表を18%削減することができました。

代替ソリューションに対するL6981NDRの優位性

L6981NDRは、低電流レギュレータ（0.5A）、大型パッケージ・レギュレータ（SOT23-5）、または高静止電流モデルと比較して、B2Bの低消費電力でコンパクトな設計に3つの重要な利点をもたらします：

第一に、その1A出力はパラレル・コンバータの複雑さを解消します。低電流の0.5Aレギュレータでは、0.8A以上の負荷（例えば、4x 0.25Aのセンサー）に電力を供給するために2つのチップを使用する必要があり、コスト、PCBスペース、故障箇所が増えます。L6981NDRの1A出力は、これらの負荷を1つのデバイスで処理します。シニアIoTエンジニアは次のように説明する。「私たちは、0.9Aのセンサー・モジュールに2つの0.5Aレギュレーターを使用していました。L6981NDRに切り替えることで、PCBスペースを40%、部品コストを35%削減できました。部品が少ないということは、リモートIoT展開における潜在的な故障が少ないということでもあります。

第二に、そのDFN8パッケージは、より大きな代替品よりも優れています。標準的なSOT23-5パッケージ（3.0mm×3.0mm）は、2.0mm×2.0mmのDFN8よりも225%多くのPCBスペースを占有するため、小型IoTゲートウェイやポータブル医療ツールのような超小型設計には実用的ではありません。また、L6981NDRの小型サイズは、狭いレイアウトへの統合を簡素化する。ある携帯医療機器の設計者は、「当社のグルコースメーターは、SOT23-5レギュレーターを搭載した15mm×15mmのPCBが必要だったが、L6981NDRのDFN8パッケージにより、患者のポケットにデバイスを収めるのに不可欠な10mm×10mmに縮小できた」と述べている。

第三に、その超低静止電流は、高アイドル状態の代替品を凌駕します。50Aの静止電流を持つレギュレータは、99%のアイドル時間を過ごすデバイス（ワイヤレス・センサなど）にとって、スタンバイ時のバッテリ寿命を支配する大きな電力を浪費します。L6981NDRの8?Aの静止電流は、この無駄を大幅に削減します。STマイクロエレクトロニクスのテストによると、12ヵ月間の導入で、レギュレータの50Aに対し、67%もバッテリ寿命が延びた。あるIoTソリューション・プロバイダーは、「当社の古い50Aレギュレータ搭載センサは12ヵ月で寿命が尽きましたが、L6981NDRは20ヵ月間動作させることができ、顧客のメンテナンス・コストを40%削減し、満足度を向上させることができました。

L6981NDRの代表的なアプリケーション

L6981NDRは、低消費電力でスペースに制約のあるパワー・レギュレーションの課題を解決するように設計されており、こうしたB2Bの主要な使用例で実証済みの成功を収めています：

• モノのインターネット（IoT）エッジ・デバイス:3.7Vリチウムイオンバッテリー電力を3.3Vに変換し、4x 0.25A環境センサーに使用。IoTソリューション・プロバイダーは、デバイスが1つのバッテリーで20ヶ月間動作することを確認しています。
• 産業オートメーション（マイクロセンサー）:5Vの産業用電源を3.3Vに調整し、低消費電力のマイクロコントローラーやデータロガーに使用。ある工場のオペレーターは、「センサーは10mm x 10mmの機械の隙間に収まり、電力関連のデータ・エラーは96%によって減少した」と報告している。
• 医療機器（ポータブル）:グルコースメーターのディスプレイとセンサー用に3.7Vのバッテリー電源を3.3Vに降圧。ある医療技術会社は、「DFN8パッケージのおかげで、メーターの設計を25%スリム化でき、93%の効率でバッテリー寿命を3時間延長できる。
• コンシューマー・エレクトロニクス（ウェアラブル）:スマートウォッチ用Bluetoothモジュールの3.7Vバッテリー電力を3.3Vに調整。バッテリー寿命は28%向上し、小さなパッケージは時計の厚さを18%薄くすることができました。
• セキュリティと監視（ワイヤレスカメラ）:人感センサー用5V USB電源を3.3Vに変換。1A出力はピーク負荷に対応し、リップル・フィルタリングは電力不安定による誤動作警告を排除します。

よくある質問（FAQ）

なぜ1Aの出力電流がIoTエッジ・デバイスにとって重要なのか？

IoTエッジ・デバイスは多くの場合、3?C4低消費電力センサー（各0.25A）とマイクロコントローラーに電力を供給し、合計0.8A?C1.0Aを消費する。より低電流の0.5Aレギュレータは並列チップを必要とするため、コストとスペースが増加します。L6981NDRの1A出力は、これらの負荷を1つのデバイスで処理する。あるIoTエンジニアは、「これにより、センサー・モジュールのPCBスペースが40%、部品コストが35%削減され、同時に、遠隔地での信頼性の高いデータ収集に不可欠な安定した電力が確保された」と述べている。

超低静止電流は無線センサーのバッテリー寿命をどのように延ばすのか？

ワイヤレス・センサは99%の時間をスタンバイ（1分間に1回データをサンプリング）に費やすため、静止電流（アイドル電力）がバッテリ寿命を支配します。L6981NDRの8Aの静止電流は、50Aの代替品より84%低く、待機時の無駄を大幅に削減します。ある環境センサーの設計者は、「私たちのデバイスは以前、スタンバイ時に50Aを使用していましたが、8Aはそれを84%削減し、バッテリー寿命を12ヶ月から20ヶ月に延ばし、顧客のメンテナンスコストを大幅に削減しました。

L6981NDRはリチウムイオンバッテリーの電圧変動に対応できますか？

その2.5V?C5.5Vの入力範囲は、リチウムイオンバッテリーの放電サイクル（例えば、4.2V（フル充電）から2.7V（空）に低下する3.7Vセル）に容易に対応します。レギュレーターは、入力が変化しても安定した3.3V出力を維持し、負荷の損傷を防ぎます。あるIoTセンサー・メーカーは、「当社の3.7Vバッテリー駆動のセンサーは、バッテリーが2.7Vに達するまで動作可能であり、従来のレギュレーターでは3.0Vでシャットダウンしていたのに対し、3週間のランタイムが追加され、データ損失がないことを確認しました。

DFN8パッケージはポータブル医療機器にどのような価値をもたらすのでしょうか？

携帯用医療機器（グルコースメーターなど）は、患者のポケットやバッグに収まる超小型PCBを必要とします。L6981NDRのDFN8パッケージ（2.0mm x 2.0mm）は、標準的なSOT23-5パッケージ（3.0mm x 3.0mm）と比較して、30%のPCBスペースを節約します。ある医療機器設計者は、「このパッケージのおかげで、グルコースメーターのPCBを30%縮小することができ、デバイスを25%スリムにすることができました。また、放熱性も向上し、長時間の使用でも過熱を防ぐことができます。

電圧リップル・フィルタリングは産業用センサーにどのようなメリットをもたらすのか？

産業用センサー（圧力センサーや温度センサーなど）には、電圧リップルに敏感な精密部品が使用されており、30mVのリップルでも10?L6981NDRの内蔵フィルタリングは、リップルをピーク・ツー・ピークで20mVに制限し、安定した電力を確保します。あるファクトリー・オートメーション・エンジニアは、「当社のセンサーは、フィルタリングされていないレギュレータでは12%のデータ誤差がありましたが、このレギュレータでは誤差が0.8%に削減され、顧客の品質基準を満たしています。また、外付けコンデンサーをなくし、15%のPCBスペースを節約しました。