TPL5111 超低功耗系统定时器技术手册

TPL5111 Nano 定时器是一款低功耗系统定时器，设计用于占空比或电池供电应用中的功率门控。该TPL5111仅消耗 35 nA，可用于使能和禁用微控制器或其他系统设备的电源，从而大大降低睡眠期间的整体系统待机电流。这种节能使得能够将更小的电池用于能量收集或无线传感器应用。该TPL5111提供从 100 ms 到 7200 s 的可选定时间隔。此外，该TPL5111具有独特的一次性功能，定时器只会在一个周期内断言其使能脉冲。该TPL5111采用 6
引脚 SOT23 封装。
*附件：tpl5111.pdf

特性

• 可选时间间隔：100 毫秒至 7200 秒
• 定时器精度：1%（典型值）
• 2.5 V 和 35 nA 时的电流消耗（典型值）
• 电阻器可选时间间隔
• 手动开机输入
• 一次性功能
• 电源电压范围：1.8 V 至 5.5 V

参数

方框图

‌1. 产品概述‌
TPL5111是德州仪器（TI）推出的纳瓦级系统定时器芯片，专为电池供电或间歇工作（Duty-Cycled）应用设计，通过精准控制电源门控（Power Gating）显著降低系统待机功耗（典型值35 nA）。核心功能包括：

• ‌定时范围‌：100 ms至7200秒（2小时），通过外部电阻配置1650种离散间隔
• ‌精度‌：典型值±1%（受电阻容差影响）
• ‌工作电压‌：1.8V至5.5V
• ‌封装‌：6引脚SOT-23（3mm×3mm）

‌2. 关键特性‌

• ‌超低功耗‌：35 nA典型电流（2.5V供电）
• ‌灵活模式‌：
  • ‌定时器模式‌（EN/ONE_SHOT=HIGH）：周期性唤醒系统
  • ‌单次模式‌（EN/ONE_SHOT=LOW）：仅触发一次唤醒
• ‌手动唤醒‌：通过DELAY/M_DRV引脚支持按键触发
• ‌看门狗功能‌：需微控制器在定时结束前发送DONE信号确认运行正常

‌3. 典型应用场景‌

• 物联网（IoT）传感器节点（如温湿度监测）
• 入侵/篡改检测系统
• 智能家居（恒温器、安防）
• 消费电子与白色家电
• 能量收集设备

‌4. 设计要点‌

• ‌时间间隔配置‌：通过DELAY/M_DRV引脚连接外部电阻（500Ω~170kΩ），计算公式为二次方程，不同时间区间对应不同系数（见文档表1-3）。
• ‌误差分析‌：包含量化误差（离散间隔导致）和电阻精度误差，建议使用1%精度电阻。
• ‌布局建议‌：缩短DELAY/M_DRV引脚走线以减少寄生电容，DRVn引脚需靠近被控电源芯片。

‌5. 性能参数‌

• ‌温度范围‌：-40°C至105°C
• ‌ESD防护‌：HBM ±1000V，CDM ±250V
• ‌时序特性‌：DONE信号最小脉宽100ns，DRVn上升/下降时间典型值50ns

‌6. 参考设计‌
文档提供传感器节点应用示意图（如搭配CC2531 RF模块和HDC1000传感器），对比使用TPL5111可将系统平均功耗从mA级降至nA级。