TPS60111 3节电池至稳压5V、150mA低噪声电荷泵数据手册

TPS60111升压稳压电荷泵在2.7V至5.4V输入电压（三节碱性电池、镍镉电池或镍氢电池，或一节锂或锂离子电池）下产生5V±4%的输出电压。3V 输入的输出电流为 150 mA。只需四个外部电容器即可构建完整的低噪声DC/DC转换器。两个单端电荷泵的推挽式工作模式确保了电流连续传输到输出时的低输出电压纹波。通过 3V 输入，TPS60111可以启动到满载，负载低至 33 Ω。
*附件：tps60111.pdf

该TPS60111具有恒频模式以最大限度地减少噪声和输出电压纹波，或具有省电脉冲跳跃模式以延长轻负载下的电池寿命。TPS60111开关频率为 300 kHz。逻辑关断功能将电源电流降低到1μA （最大值），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，并且具有低EMI。它采用小型 20 引脚 TSSOP PowerPAD^TM的^包 （PWP）。

特性

• 高达 150mA 的输出电流
• 小于 10 mVpp输出电压纹波
• 无需电感器/低 EMI
• 稳压 5V ±4% 输出
• 只需四个外部元件
• 效率高达 90%
• 2.7V至5.4V输入电压范围
• 60 uA 静态电源电流
• 0.05 uA 关断电流
• 关断时负载隔离
• 节省空间的热增强型TSSOP PowerPAD^TM的^包
• 提供评估模块 （TPS60110EVM-132）

参数

‌1. 产品概述‌

• ‌功能‌：TPS60111是一款升压型稳压电荷泵，可将2.7V至5.4V输入电压转换为5V±4%输出，最大输出电流150mA。
• ‌特点‌：
  • 无需电感，仅需4个外部电容（输入、输出及两个飞跨电容）。
  • 低输出纹波（<10mVpp）、高效率（最高90%）、低静态电流（60µA）。
  • 支持两种工作模式：恒频模式（低噪声）和脉冲跳跃模式（轻载高效）。
  • 集成负载隔离功能，关断电流仅0.05µA。

‌2. 关键参数‌

• ‌输入电压范围‌：2.7V–5.4V（支持锂电池/碱性电池等）。
• ‌输出规格‌：5V±4%，150mA（3V输入时）。
• ‌开关频率‌：300kHz（内部时钟），支持外部同步（最高800kHz）。
• ‌封装‌：20引脚TSSOP PowerPAD™（PWP），优化散热与空间。

‌3. 工作模式‌

• ‌ 脉冲跳跃模式（SKIP=高电平） ‌：轻载时跳过周期以提升效率，输出纹波较大。
• ‌ 恒频模式（SKIP=低电平） ‌：连续开关降低纹波，适合噪声敏感应用。
• ‌ 推挽模式（COM=低电平） ‌：双电荷泵相位差180°，实现低纹波。
• ‌ 单端模式（COM=高电平） ‌：减少外部电容数量，节省空间。

‌4. 应用电路设计‌

• ‌典型电路‌：需配置输入电容（CIN）、飞跨电容（C1F/C2F）、输出电容（CO），推荐使用X7R/X5R陶瓷电容以降低ESR。
• ‌LC滤波扩展‌：可添加0.1µH电感和额外电容进一步抑制纹波。
• ‌布局建议‌：对称布线缩短电荷泵路径，PowerPAD焊盘连接PCB以增强散热。

‌5. 性能曲线‌

• ‌效率‌：轻载时脉冲跳跃模式效率更高（如3V输入/10mA负载时>80%）。
• ‌输出稳定性‌：恒频模式负载瞬态响应更优（150mA阶跃变化时电压波动<20mV）。

‌6. 应用领域‌

• 电池供电设备（PDA、医疗仪器）、便携式设备（锂电转5V）、微型处理器系统等。

‌7. 相关资源‌

• 评估模块：TPS60110EVM-132（需适配TPS60111）。
• 同系列产品：TPS60100（3.3V/200mA）、TPS60110（5V/300mA）等。