TPS60402-Q1 汽车非稳压60mA电荷泵电压逆变器，50kHz固定频率数据手册

TPS6040x-Q1 系列器件可从 输入电压范围为 1.8 V 至 5.25 V。这些器件通常由预稳压的 电源轨为 5 V 或 3.3 V。由于其宽输入电压范围，两个或三个 NiCd、NiMH 或 碱性电池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。完整的转换器采用 5 引脚 SOT-23 封装，可基于 50 毫米^2^板区。替换通常需要的肖特基二极管 使用集成电路启动到负载可以实现额外的电路板面积和元件数量 减少。
*附件：tps60402-q1.pdf

TPS6040x-Q1 可提供 60 mA 的最大输出电流，典型转换 在较宽的输出电流范围内效率大于 90%。三种设备选项 提供具有 20 kHz、50 kHz 和 250 kHz 固定频率作的 TPS60401/2/3-Q1。 TPS60400-Q1 器件具有可变开关频率，可降低工作电流 具有宽负载范围的应用，并支持使用低值电容器进行设计。

特性

• 符合汽车应用标准
• AEC-Q100 测试指南，结果如下：
  • 器件温度等级 1：–40°C 至 +125°C 环境工作温度范围
  • 设备 HBM ESD 分类 2 级
  • 设备 CDM ESD 分类级别 C6
• 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1.8 V至5.25 V
• PowerSave模式可在低输出电流下提高效率（TPS60400-Q1）
• 器件静态电流典型值：100 μA
• 集成有源肖特基二极管，用于启动到负载
• 小型 5 引脚 SOT23 封装
• 可用评估模块：TPS60400EVM-178

参数

方框图

1. 产品概述?
TPS6040x-Q1是德州仪器（TI）推出的汽车级电荷泵电压逆变器系列，包含TPS60400-Q1、TPS60401-Q1、TPS60402-Q1和TPS60403-Q1四款型号。该系列可将1.8V至5.25V的输入电压转换为负输出电压，最大输出电流60mA，典型转换效率超过90%。仅需3个外部陶瓷电容（1μF）即可构建完整的DC-DC逆变电路，封装为5引脚SOT-23，占用面积仅50mm?。

?2. 关键特性?

• ?汽车级认证?：符合AEC-Q100 Grade 1标准（-40°C至+125°C）。
• ?高效设计?：集成有源肖特基二极管，减少启动负载时的外部元件需求。
• ?灵活配置?：
  • TPS60400-Q1：可变开关频率（50kHz至250kHz），支持低电流节能模式。
  • TPS60401/2/3-Q1：固定频率分别为20kHz、50kHz和250kHz。
• ?低功耗?：静态电流典型值100μA。

?3. 应用场景?

• 汽车信息娱乐系统
• 仪表盘显示
• LCD屏幕负压供电
• 运算放大器双电源生成

?4. 典型电路设计?

• ?基础逆变电路?：仅需1μF的飞跨电容（C(fly)）、输入电容（CI）和输出电容（CO）。
• ?输出滤波?：可通过RC或LC后置滤波器降低纹波（如RP=100Ω+CP=0.1μF可衰减125倍纹波）。
• ?扩展功能?：
  • ?级联设计?：两片器件串联实现-2×VI输出。
  • ?并联设计?：降低输出阻抗（需增加CO容量）。
  • ?降压模式?：通过引脚重配置实现VI/2输出。

?5. 性能参数?

• ?输出阻抗?：约15Ω（VI=5V时），随温度升高略有增加。
• ?纹波电压?：
  • TPS60400-Q1（1μF电容）：20mVp-p（IO=5mA）。
  • TPS60403-Q1（1μF电容）：15mVp-p（IO=30mA）。
• ?工作温度?：-40°C至125°C（结温）。

?6. 设计注意事项?

• ?电容选型?：推荐低ESR陶瓷电容，容量需根据负载电流调整。
• ?散热?：SOT-23封装热阻221.2°C/W（未焊接），实际应用中温升可控制在10°C内。
• ?布局优化?：电容应尽量靠近器件引脚以减少寄生效应。

?7. 文档支持?

• 提供完整的电气特性曲线（效率、输出阻抗、频率随温度变化等）。
• 包含多种应用示例原理图（如GaAs偏置电源、轨分离器等）。
• 修订记录详细（如输入电压范围从5.5V调整为5.25V）。