TPS60313 单节电池至 3V、20mA 超低静态电流电荷泵和推挽式电源良好输出数据手册

TPS6031X升压稳压电荷泵产生3V ±4%或3.3V ±4%输出电压 输入电压从0.9V到1.8V（一节碱性电池、镍镉电池或镍氢电池）。

只需五个小型1 uF陶瓷电容器即可构建一个完整的高效DC/DC电荷泵 转炉。为了在宽输入电压范围内实现高效率，电荷泵自动选择 在 3 倍或 4 倍转换模式之间。
*附件：tps60313.pdf

输出 1 （OUT1） 可在输出 2 （OUT2） 未负载的情况下从 1V 输入提供最大 40 mA 电流。出2 在未加载OUT1的情况下，可从1 V输入提供最大20 mA的电流。两个输出都可以加载在 同时，但第一个倍压器的总输出电流不得超过 40 mA。例如，负载 OUT1 处的负载为 20 mA，输出 2 处的负载为 10 mA。

在贪睡模式下，器件以 2 uA 的典型工作电流运行，而输出电压为 分别维持在 3.3 V ±10% 或 3 V ±10%。这低于大多数的自放电电流 电池。贪睡模式下的负载电流限制为 2 mA。如果负载电流增加到 2 mA 以上，则输出 电压进一步下降，器件自动退出贪睡模式并在正常模式下运行，以 调节至标称输出电压，输出电流较高。设备通过以下方式设置为贪睡模式 将 SNOOZE 引脚置于低电平，并通过将 SNOOZE 引脚置于高电平而设置为正常工作模式。

电源良好功能监控 OUT2 的输出电压，可用于上电和断电 测 序。电源就绪 （PG） 提供漏极开路或推挽输出。

特性

• 稳压3V或3.3V输出电压，输出电流高达20mA，输入电压范围为0.9V至1.8V
• 在宽输出电流范围内实现高功率转换效率（高达90%），针对1.2V电池电压进行了优化
• 贪睡模式可提高低输出电流下的效率
• 2 倍 V 的附加输出 我 （出1）
• 器件静态电流小于 2 uA
• 包括主管;漏极开路或推挽式电源良好输出
• 无需电感器/低 EMI
• 只需五个小型 1-uF 陶瓷电容器
• 超小型 10 引脚 MSOP 封装
• 应用
  • 传呼 机
  • 电池供电玩具
  • 便携式测量仪器
  • 家庭自动化产品
  • 医疗器械（如助听器）
  • 使用 MSP430 微控制器的计量应用
  • 便携式智能卡读卡器

参数

‌1. 产品概述‌
TPS60310-TPS60313是德州仪器（TI）推出的高效电荷泵DC/DC转换器系列，专为单节电池（0.9V-1.8V输入）供电设备设计，可生成双路输出：

• ‌OUT1‌：2倍输入电压（最大40mA）
• ‌OUT2‌：稳压3V/3.3V（最大20mA）
  关键特性包括：
• 高达90%的转换效率
• ‌Snooze模式‌：低负载时仅消耗2μA静态电流
• 集成电源良好（PG）监控功能（开漏或推挽输出可选）
• 仅需5个1μF陶瓷电容，无需电感

‌2. 核心功能‌

• ‌双输出架构‌：
  • OUT1为电压倍增器（2×VIN），OUT2为稳压输出（3V/3.3V±4%）
  • 总输出电流限制：OUT1+OUT2≤40mA（例如OUT1=20mA时，OUT2≤10mA）
• ‌Snooze模式‌：
  • 通过SNOOZE引脚启用，在负载电流<2mA时自动切换，降低功耗
  • 输出电压精度放宽至±10%以优化效率

‌3. 电气特性‌

• ‌输入范围‌：0.9V-1.8V（适合碱性/NiCd/NiMH电池）
• ‌输出能力‌：
  • OUT2：3V（TPS60311/13）或3.3V（TPS60310/12），20mA
  • OUT1：2×VIN，40mA（OUT2空载时）
• ‌效率曲线‌：
  • 正常模式效率峰值达90%（1.25V输入时）
  • Snooze模式优化1μA-100μA负载效率

‌4. 封装与型号‌

• ‌10引脚MSOP封装‌（DGS），尺寸3.05mm×4.98mm
• 型号差异：| 型号 | OUT2电压 | PG输出类型 |
  | ---------- | ---------- | ------------ |
  | TPS60310 | 3.3V | 开漏 |
  | TPS60311 | 3V | 开漏 |
  | TPS60312 | 3.3V | 推挽 |
  | TPS60313 | 3V | 推挽 |

‌5. 典型应用‌

• ‌电路设计‌：需外接5个1μF陶瓷电容（输入/输出/飞电容）
• ‌布局建议‌：电容尽量靠近IC以降低纹波（典型纹波16mV@20mA）
• ‌应用场景‌：
  • 寻呼机、医疗设备（如助听器）
  • 便携式仪表、智能卡读卡器
  • MSP430微控制器供电

‌6. 附加设计资源‌

• 提供PCB布局示例（双层板，优先接地平面设计）
• 支持LC后级滤波方案（可进一步降低纹波至3mV）
• 热设计：MSOP封装热阻200°C/W（焊接后），满负载温升约10°C

‌7. 安全与合规‌

• 工作温度范围：-40°C至85°C
• 绝对最大额定值：输入电压≤2V，输出电压≤3.6V

该系列器件通过高集成度和低外部元件需求，显著简化了空间受限的电池供电系统设计。