TPS60210 稳压 3.3V 100mA、低电池电量检测器、低纹波电荷泵，具有超低工作电流数据手册

TPS6021x 升压稳压电荷泵在 1.8V 至 3.6V 输入电压范围内产生 3.3V ±4% 的输出电压。这些器件通常由两个碱性、镍镉或镍氢电池或一个初级锂 MnO2（或类似）纽扣电池供电，工作电压低至 1.6 V。TPS60210和TPS60211的连续输出电流至少为 100 mA，TPS60212和TPS60213的连续输出电流至少为 50 mA， 全部来自 2V 输入。
*附件：tps60210.pdf

可以使用 SNOOZE 引脚对三种工作模式进行编程。当 SNOOZE 为低电平时，设备将进入贪睡模式。在贪睡模式下，该器件以 2 uA 的典型静态电流工作，而输出电压保持在 3.3 V ±6%。这低于大多数电池的自放电电流。贪睡模式下的负载电流限制为 2 mA。当 SNOOZE 为高电平时，设备进入正常工作模式。在正常工作模式下，该器件在新开发的 linskip 模式下工作，一旦输出电流超过约 7 mA 的 linskip 电流阈值，它就会从轻负载下的省电脉冲跳跃模式无缝切换到低噪声恒频线性调节模式。在此模式下，器件通过内部振荡器运行。如果 SNOOZE 已计时，则设备与外部时钟信号同步;因此，可以控制和最小化开关谐波。

只需四个外部电容器即可构建完整的低纹波DC/DC转换器。两个单端电荷泵的推挽式工作模式确保了电荷连续传输到输出时的低输出电压纹波。所有器件都可以在满载电流下启动。这些器件包括一个低电量检测器，当电池电压低于用户定义的阈值电压时发出警告，或者一个电源良好检测器，当输出电压达到其标称值的约 90% 时，该检测器会激活。该DC/DC转换器不需要电感器;因此，系统的 EMI 降至最低，使其更易于在设计中使用。它采用小型 10 引脚 MSOP 封装 （DGS）。

特性

• 1.8V至3.6V输入电压范围内的3.3V稳压输出电压
• 贪睡模式下的超低工作电流，典型值为 2 uA，输出电流高达 2 mA
• 小于 5 mV （PP） 通过推挽式拓扑实现输出电压纹波
• 集成低电量和电源良好检测器
• 开关频率可与外部时钟信号同步
• 以高达 90% 的效率和 35 uA 的静态电流延长电池使用时间
• 由于不使用电感器，因此易于设计、低成本、低 EMI 电源
• 采用超小型10引脚MSOP的紧凑型转换器解决方案，只需四个外部电容器
• 提供评估模块 （TPS60210EVM-167）
• 应用
  • 在电池供电的应用中用电感器取代DC/DC转换器，例如：
    • 两个电池单元到3.3V转换
    • MSP430 超低功耗微控制器和其他电池供电微处理器系统
    • 血糖仪和其他医疗器械
    • MP3 便携式音频播放器
    • 备用电池升压转换器
    • 无绳电话、PDA

参数

‌1. 产品概述‌
TPS60210/11/12/13是德州仪器（TI）推出的高效、低纹波电荷泵DC/DC转换器，可将1.8V-3.6V输入电压升压至稳定的3.3V输出（±4%精度）。该系列专为电池供电设备设计，具有超低静态电流（典型值2μA）和低EMI特性，无需电感，仅需4个外部电容即可构建完整电源方案。

‌2. 关键特性‌

• ‌输入电压范围‌：1.6V-3.6V（支持两节碱性/NiCd/NiMH电池或单颗锂锰纽扣电池）
• ‌输出能力‌：
  • TPS60210/11：100mA连续输出（2V输入时）
  • TPS60212/13：50mA连续输出
• ‌工作模式‌：
  • ‌正常模式‌：35μA静态电流，支持7mA以上负载的线性调节模式（低纹波）和轻载脉冲跳跃模式（高效）
  • ‌休眠模式‌（SNOOZE=低电平）：2μA超低静态电流，输出电流限制为2mA
  • ‌外部时钟同步‌：支持最高800kHz外部时钟输入以控制开关频率
• ‌附加功能‌：
  • TPS60210/12：集成低电量检测器（LBI/LBO，阈值可调）
  • TPS60211/13：集成电源就绪检测器（PG，输出达90%标称值时触发）

‌3. 典型应用电路‌

• ‌基础配置‌：需外接输入电容（Ci≥2.2μF）、输出电容（Co≥2.2μF）及两个1μF飞跨电容（C1/C2）
• ‌低电量检测‌：通过电阻分压网络设置触发阈值（如R1=340kΩ/R2=649kΩ对应1.8V阈值）
• ‌布局建议‌：优先选用X7R/X5R材质陶瓷电容，紧凑布局减少寄生参数（参考EVM模块尺寸17.9mm×10.2mm）

‌4. 性能参数‌

• ‌效率‌：峰值效率达90%（2.4V输入/50mA负载）
• ‌纹波电压‌：
  • 线性模式：<5mVpp（10mA负载）
  • 休眠模式：±6%输出电压容差
• ‌保护功能‌：短路电流限制（典型60mA）、热关断（结温150℃）

‌5. 封装与型号选项‌

• ‌封装‌：10引脚MSOP（DGS）
• ‌型号差异‌：| 型号 | 输出电流 | 检测功能 |
  | ------------- | ---------- | -------------- |
  | TPS60210DGS | 100mA | 低电量检测 |
  | TPS60211DGS | 100mA | 电源就绪检测 |
  | TPS60212DGS | 50mA | 低电量检测 |
  | TPS60213DGS | 50mA | 电源就绪检测 |

‌6. 应用场景‌

• 便携式医疗设备（如血糖仪）
• MSP430等超低功耗MCU系统
• MP3播放器、PDA、无绳电话
• 备份电池升压转换器

‌7. 设计资源‌

• 评估模块：TPS60210EVM-167
• 替代方案：TPS601xx系列（更高输出电流）、TPS6020x系列（类似架构）

该系列器件通过优化拓扑（推挽式电荷泵）和自适应模式切换，在空间受限的电池应用中实现了高效率与低噪声的平衡。