TPS60124 稳压式 3.0V 高效电荷泵，带低电量指示器数据手册

TPS6012x 升压稳压电荷泵在 1.8V 至 3.6V 输入电压（两节碱性、镍镉或镍氢电池）下产生 3.3V 或 3V ±4% 的输出电压。它们可以提供至少 200 mA 的输出电流（TPS60122和 TPS60123 为 100 mA），所有这些都来自 2V 输入。需要四个外部电容器来构建一个完整的高效DC/DC电荷泵转换器。为了在宽输入电压范围内实现高效率，电荷泵自动选择1.5倍或倍频转换模式。通过2 V输入，所有IC都可以以满载电流启动。
*附件：tps60124.pdf

这些器件具有省电脉冲跳转模式，可在轻负载下延长电池寿命。TPS60120、TPS60122和TPS60124包括一个低电量比较器。TPS60121、TPS60123和TPS60125具有电源良好的输出。逻辑关断功能将电源电流降低到最大1uA，并断开负载与输入的连接。特殊的电流控制电路可防止在启动过程中从电池中汲取过多电流。该DC/DC转换器不需要电感器，因此EMI问题较低。它采用小型、热增强型 20 引脚 PowerPAD^TM的^包 （PWP）。

特性

• 由于采用特殊的开关拓扑结构，在输入电压范围内具有较高的平均效率
• 输入电压范围为1.8V至3.6V的最小200mA输出电流
• 稳压3.3V或3V±4%输出电压
• 无需电感器，低 EMI
• 只需四个外部元件
• 55-uA 静态电源电流
• 0.05 uA 关断电流
• 关机时负载断开
• 集成低电量和电源良好检测器
• 提供评估模块 （TPS60120EVM-142）
• 应用
  • 由两个电池供电的应用
  • 便携式仪器
  • 电池供电的微处理器系统
  • 微型设备
  • 备用电池升压转换器
  • PDA、组织者、笔记本电脑
  • MP-3 便携式音频播放器
  • 手持式仪器
  • 医疗器械（例如血糖仪）
  • 无绳电话

参数

‌1. 产品概述‌
TPS6012x系列是德州仪器（TI）推出的高效电荷泵DC/DC转换器，包含6款型号（TPS60120-TPS60125），专为两节电池供电设备设计。核心特性包括：

• ‌输入电压范围‌：1.8V至3.6V（兼容碱性/NiCd/NiMH电池）。
• ‌输出电压‌：3.3V或3V（±4%精度），支持200mA（部分型号100mA）输出电流。
• ‌高效率‌：通过自适应1.5x/2x转换模式切换，在宽输入范围内优化效率（典型值>80%）。
• ‌低功耗‌：55μA静态电流，0.05μA关断电流，负载在关断时断开。

‌2. 关键功能‌

• ‌无电感设计‌：仅需4个外部电容（输入、输出及2个飞跨电容），降低EMI和PCB面积。
• ‌智能控制‌：
  • ‌脉冲跳跃模式‌（Pulse-Skip）减少轻载功耗。
  • ‌集成检测器‌：低电量比较器（LBI/LBO）或电源良好指示（PG）。
• ‌快速启动‌：限流充电机制确保短启动时间，无需外部肖特基二极管。

‌3. 应用场景‌

• 便携设备：PDA、MP3播放器、医疗仪器（如血糖仪）。
• 电池备份系统：微处理器供电、手持仪表。
• 空间受限设备：微型设备、无绳电话。

‌4. 电气特性‌

• ‌效率曲线‌：在2V输入、200mA负载下效率可达90%（见图6-11）。
• ‌输出纹波‌：典型值<50mV（陶瓷电容配置）。
• ‌保护功能‌：欠压锁定（UVLO）、短路电流限制（115mA）。

‌5. 设计支持‌

• ‌布局建议‌：优先使用低ESR陶瓷电容，缩短电容与IC的布线距离（参考图27-28）。
• ‌评估模块‌：TPS60120EVM-142提供快速原型设计。
• ‌扩展方案‌：并联两颗IC可实现400mA输出（图29）。

‌6. 封装与型号选项‌

• ‌封装‌：20引脚HTSSOP（PWP），带PowerPAD™散热焊盘。
• ‌型号差异‌：
  • TPS60120/22/24：集成低电量检测。
  • TPS60121/23/25：集成电源良好指示。

‌7. 文档附录‌

• 包含完整引脚定义、典型电路图、效率曲线及PCB布局示例。
• 相关应用报告（如SLVA070）提供额外设计指导。

该系列器件通过高集成度和灵活性，显著简化了电池供电系统的电源设计，适用于对尺寸和效率敏感的应用场景。