TPS60110 3节电池至稳压5V、300mA低噪声电荷泵数据手册

TPS60110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300 mA。只需四个外部电容即可构建一个完整的低噪声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。从3 V输入开始，TPS60110可以在低至16 Ω的负载下启动到满载。

该TPS60110具有恒频模式，可最大限度地减少噪声和输出电压纹波，或具有省电脉冲跳动模式，可在轻负载下延长电池寿命。TPS60110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期间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™封装（PWP）。
*附件：tps60110.pdf

特性

• 高达 300 mA 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
• 60μA静态电源电流
• 0.05μA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）
• 应用
  • 用电感器替换DC/DC转换器
    • 电池供电应用
    • 锂离子电池到 5V 的转换
    • 便携式仪器
    • 电池供电的微处理器系统
    • 微型设备
    • 备用电池升压转换器
    • PDA
    • 笔记本 电脑
    • 手持式仪器
    • 医疗器械

参数

‌1. 核心特性‌

• ‌输入/输出范围‌：输入电压2.7V至5.4V（支持碱性/NiCd/NiMH/锂离子电池），输出稳定5V±4%，最大电流300mA。
• ‌高效率‌：最高效率达90%，静态电流仅60µA，关断电流低至0.05µA。
• ‌低噪声设计‌：输出电压纹波小于10mVpp，无需电感，EMI低。
• ‌集成度高‌：仅需4个外部电容（推荐陶瓷电容X5R/X7R），支持20引脚TSSOP PowerPAD封装。

‌2. 工作模式‌

• ‌ 脉冲跳跃模式（SKIP=高） ‌：轻载时跳过周期以降低功耗，适合电池寿命敏感场景。
• ‌ 恒频模式（SKIP=低） ‌：固定300kHz开关频率，输出纹波更小，适合噪声敏感应用。
• ‌ 推挽模式（COM=低） ‌：双电荷泵180°相位差工作，电流连续传输，纹波最小。
• ‌ 单端模式（COM=高） ‌：仅需单个飞跨电容，节省空间但纹波较大。

‌3. 关键功能‌

• ‌启动保护‌：内置比较器限制启动电流，避免电池过载。
• ‌外部时钟同步‌：支持外部时钟（最高800kHz），可通过SYNC/CLK引脚配置。
• ‌关断隔离‌：关断时负载与输入完全断开，泄漏电流仅1µA。

‌4. 应用场景‌

• 电池供电设备（PDA、笔记本电脑、医疗仪器）。
• 需5V稳压的便携式设备（如锂离子电池转5V）。
• 空间受限或EMI敏感场景（替代电感式DC/DC）。

‌5. 设计建议‌

• ‌电容选型‌：输入电容（CIN）推荐15µF，飞跨电容（C1F/C2F）2.2µF，输出电容（CO）33µF（恒频模式需≥33µF）。
• ‌布局优化‌：对称连接电荷泵以降低纹波，优先使用陶瓷电容（如Taiyo Yuden LMK系列）。
• ‌散热管理‌：PowerPAD需焊接至PCB地平面以提升散热（θJA=33°C/W）。

‌6. 扩展方案‌

• ‌并联输出‌：两片TPS60110并联可实现600mA输出。
• ‌LC滤波‌：附加0.1µH电感和1µF电容可进一步抑制纹波。