TPS60400 60mA电荷泵电压逆变器，具有可变开关频率数据手册

TPS6040x 系列器件从 1.6 V 至 5.5 V 的输入电压产生未稳压的负输出电压。这些器件通常由 5 V 或 3.3 V 的预稳压电源轨供电。由于其宽输入电压范围，两个或三个镍镉、镍氢或碱性电池单元以及一个锂离子电池也可以为它们供电。

只需三个外部1μF电容即可构建完整的DC-DC电荷泵逆变器。整个转换器采用 5 引脚 SOT-23 封装，可构建在 50 mm 上^2^板区。通过替换集成电路启动到负载通常需要的肖特基二极管，可以减少额外的电路板面积和元件数量。
*附件：tps60400.pdf

TPS6040x 可提供 60 mA 的最大输出电流，在较宽的输出电流范围内典型转换效率大于 90%。提供三种器件选项，具有 20 kHz、50 kHz 和 250 kHz 固定频率作。TPS60400具有可变开关频率，可降低负载范围宽的应用中的工作电流，并支持使用低值电容器进行设计。

特性

• 反转输入电源电压
• 高达 60 mA 的输出电流
• 只需三个小型1 μF陶瓷电容器
• 输入电压范围为1.6 V至5.5 V
• PowerSave模式，可在低输出电流（TPS60400）下提高效率
• 器件静态电流典型值 65 μA
• 集成有源肖特基二极管，用于启动到负载
• 小型 5 引脚 SOT-23 封装
• 评估模块提供 TPS60400EVM-178

参数

方框图

‌1. 产品概述‌
TPS60400/01/02/03是德州仪器（TI）推出的非稳压型电荷泵电压逆变器系列，可将1.6V至5.5V输入电压转换为负输出电压，最大输出电流60mA。仅需3个外部陶瓷电容（1μF/3.3μF/10μF）即可构建完整DC-DC逆变电路，采用5引脚SOT-23封装，占用面积仅50mm²。

‌2. 关键特性‌

• ‌输入范围‌：1.6V至5.5V（支持电池供电：2-3节NiCd/NiMH/碱性电池或1节Li-Ion）
• ‌输出能力‌：-1.6V至-5.5V（最大60mA），典型转换效率>90%
• ‌工作模式‌：
  • TPS60400：可变开关频率（50kHz-250kHz）
  • TPS60401/02/03：固定频率（20kHz/50kHz/250kHz）
• ‌低功耗‌：静态电流典型值65μA
• ‌集成功能‌：内置启动负载用肖特基二极管

‌3. 应用场景‌

• LCD偏置电压
• RF功放的GaAs偏置
• 便携式仪器传感器供电
• 医疗设备与电池供电设备

‌4. 设计要点‌

• ‌电容选择‌：推荐低ESR陶瓷电容（如X5R/X7R材质）
  • 输入电容（C I ）：与飞跨电容同值
  • 飞跨电容（C fly ）：影响输出阻抗（典型1μF时阻抗15Ω）
  • 输出电容（C O ）：≥1μF以降低纹波
• ‌布局建议‌：电容尽量靠近IC引脚，参考单层PCB布局示例
• ‌散热设计‌：SOT-23封装热阻221°C/W，满负载温升<10°C

‌5. 扩展应用电路‌

• ‌RC/LC后级滤波‌：可进一步降低输出纹波
• ‌电压分压器‌：配置为高效轨分割器（输出V IN /2）
• ‌倍压/逆变组合‌：同时生成-2×VIN和2×VIN输出
• ‌并联模式‌：多器件并联可降低输出阻抗

‌6. 型号对比‌

型号	频率特性	推荐电容值（μF）	标记代码
TPS60400	50-250kHz可变	Cfly=1	PFKI
TPS60401	20kHz固定	Cfly=10	PFLI
TPS60402	50kHz固定	Cfly=3.3	PFMI
TPS60403	250kHz固定	Cfly=1	PFNI

‌7. 文档版本‌

• 当前版本：SLVS324C（2020年10月修订）
• 主要更新：优化图表编号格式，新增布局指南与热性能分析