TPS62843系列超低IQ降压转换器技术解析与应用指南

描述

Texas Instruments TPS62843超低IQ 降压转换器是一款高效降压转换器,具有超低工作静态电流(通常为275nA)。禁用时,该器件的关断电流(典型值)为4nA。此器件采用DCS-Control技术,具有射频友好型低输出电压纹波,可以为无线电提供电源。

数据手册:*附件:Texas Instruments TPS62843超低IQ降压转换器数据手册.pdf

Texas Instruments TPS62843采用1.5MHz的典型开关频率,可在低至100µA负载电流及以下的轻负载条件下提供高效率。通过将一个电阻器连接到VSET引脚,可选择十八种预定义的输出电压,因此只需很少的无源器件即可将该系列器件用于各种应用。

特性

  • 输入电压范围:1.8V至5.5V
  • 输出电压范围:1.8V至5.5V
  • 静态电流(典型值):275nA
  • 600mA输出电流
  • 输出电压精度:1%
  • 关断电流:4nA(典型值)
  • 输出放电
  • 通过单个电阻器实现VSET引脚可选输出电压
    • TPS628436:0.4V至0.8V
    • TPS628437:0.8V至1.8V
    • TPS628438:1.8V至3.6V
  • 针对小型无源器件进行了优化
    • 1 µH电感器
    • 低至4.7µF COUT
  • 省电模式下输出电压纹波低
  • 射频友好型快速瞬态DCS-Control
  • 自动转换至无纹波100%模式
  • 0603电感器和0402电容器支持尺寸
  • 微型6引脚、0.35mm间距WCSP封装,0.84mm^2^
  • 引脚对引脚兼容TPS6280x系列(1A)

功能框图

降压转换器

TPS62843系列超低IQ降压转换器技术解析与应用指南

产品概述

TPS62843是德州仪器(TI)推出的高效降压转换器系列,专为空间受限和低功耗应用设计。该系列器件具有以下核心特性:

  • 超低静态电流‌:275nA典型值(PFM模式)
  • 宽输入电压范围‌:1.8V至5.5V
  • 可调输出电压‌:
    • TPS628436:0.4V-0.8V(25mV步进)
    • TPS628437:0.8V-1.8V(50mV步进)
    • TPS628438:1.8V-3.6V(100mV步进)
  • 高集成度解决方案‌:
    • 支持0402电容和0603电感
    • 两种超小封装选择:
      • 0.84mm² WCSP(0.35mm间距)
      • 1.6×1.6mm SOT563

关键电气参数

绝对最大额定值

参数范围单位
输入电压-0.3V至6VV
开关节点电压-0.3V至VIN+0.3VV
工作结温-40°C至150°C°C

典型性能

  • 转换效率‌:
    • VIN=3.6V时>90%(轻载)
    • 1.2V输出@100μA负载时效率达80%
  • 保护功能‌:
    • 热关断阈值:160°C(带20°C迟滞)
    • 过流保护:1.1A典型值

核心技术创新

1. DCS-Control拓扑

采用TI专利的DCS-Control技术,结合了迟滞控制和电压模式控制的优点:

  • 无缝PWM/PFM模式切换
  • 轻载时输出纹波<10mVpp
  • 快速瞬态响应(<20μs)

2. VSET电阻编程

通过单电阻设置输出电压:

  • 支持E96系列1%精度电阻
  • 典型配置:
    • 1.2V输出:12.1kΩ
    • 3.3V输出:16.2kΩ

3. 超低功耗设计

  • 关机电流:4nA(典型值)
  • 采用纳米级工艺节点
  • 集成高阻值反馈网络

应用设计指南

1. 关键元件选型

电感选择‌:

  • 推荐值:1μH(饱和电流>1A)
  • 示例型号:DFE201610-1R0M

输出电容‌:

  • 最小有效值:4μF
  • 建议使用X5R/X7R陶瓷电容

2. 热设计考虑

  • 最大功耗计算:PD=(VIN-VOUT)×IOUT
  • 封装热阻:
    • WCSP:147.7°C/W
    • SOT563:138.3°C/W
  • 建议PCB添加散热过孔阵列

行业解决方案

1. 可穿戴设备

  • 优势‌:利用275nA IQ延长电池寿命
  • 典型配置‌:
    • VIN=3.7V(锂电)
    • VOUT=1.2V(MCU供电)
    • RSET=12.1kΩ

2. 医疗传感器

  • 关键特性‌:
    • 支持-40°C至125°C工作温度
    • 符合EMC要求
  • 布局要点:
    • 保持VOS走线远离SW节点

3. 物联网终端

  • 设计考虑:
    • 利用PG信号实现电源时序控制
    • 1.5MHz开关频率避免RF干扰

版本对比与选型

型号输出范围软启动时间适用场景
TPS6284360.4-0.8V400μs超低电压传感器
TPS6284370.8-1.8V800μsMCU内核供电
TPS6284381.8-3.6V800μs无线模块供电
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