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TPS60140 ， TPS60141

低功耗DC -DC转换器

调节5 V ， 100 mA的电荷泵电压三倍

SLVS273- 2000年2月

特点

应用

提供5 V稳压

4％的输出电压可达

100 mA输出电流从1.8 V至

3.6 V输入电压范围

65 μA静态电源电流

0.05 μA的关断电流，电池是

隔离负载关断

集成的低电池电压或电源就绪

指标

低输出电压纹波过完整

输出电流范围

易于设计采用低EMI电源

供应由于没有电感器是必需的

评估模块可用

(TPS60140EVM-144)

取代DC / DC转换器电感器

在电池供电应用：

- 两块电池至5V转换

- 便携式仪器

- 微型设备

- 备份电池升压转换器

- 医疗器械

- 5 -V智能卡供应

- 主办单位，个人数字助理

典型工作电路

输入

1.8 V至3.6 V

TPS60140

OUT

R3低

电池

警告

2.2

产量

5 V ，百毫安

描述

该TPS6014x升压，稳压电荷泵

产生一个5 -V

±4%

从1.8 V的输出电压

到3.6伏特的输入电压范围。该装置是

通常由两节碱性，镍镉电池，镍氢电池或

电池单元和提供的输出电流

至少100毫安2 V输入。只有四个

外部电容建立必要

完整的电压三倍电荷泵。

4.7

LBI

C1+

2.2

C1–

启用

关/开

保护地

LBO

C2+

C2–

GND

所述设备通过使用调节输出

脉冲跳跃拓扑结构。该控制器优化

最低输出电压纹波在整个输出电流范围。输出的峰值电流，因此

通过调节相对于常规的跳脉冲拓扑输出电压纹波，从而大大减少

电荷泵的输出电阻。在轻负载时的最大输出电阻被限制，以保证一个低

静态电流。

该TPS60140具有低电池电压比较器即会发出警告，如果电池电压低于

用户可调节的阈值电压。该TPS60141具有电源良好输出变为有效时，

输出电压达到90 ％，其标称值。

的逻辑关断功能禁用转换器，可将电源电流的最大值的1

和

断开与输入输出。特殊的电流控制电路可以防止电流过大被

在启动过程中从电池得到。这种直流 - 直流变换器不需要电感器，因此，电磁干扰是很少

关注。它可以在小型，耐热增强型20引脚TSSOP封装（ PWP ）。

请注意，一个重要的通知有关可用性，标准保修，并且在关键的应用程序中使用

德州仪器公司的半导体产品和免责条款及其出现在此数据表的末尾。

使用PowerPad是德州仪器的商标。

PRODUCTION数据信息为出版日期。

产品符合每德州仪器条款规范

标准保修。生产加工并不包括

所有测试参数。

版权

2000年，德州仪器

邮政信箱655303

达拉斯，德克萨斯州75265

TPS60140 ， TPS60141

低功耗DC -DC转换器

调节5 V ， 100 mA的电荷泵电压三倍

SLVS273- 2000年2月

可选项

- 40 ° C至85°C

部件编号

TPS60140PWP

PWP

包

在20-

20引脚耐热增强型TSSOP

设备特点

2节至5 V ， 100毫安

低电池电压检测器

TPS60141PWP

电源良好探测器

PWP封装提供卷带封装。添加的R后缀的设备类型（如TPS60140PWPR ）订购2000的数量

每卷的设备。

PWP封装（ TPS60140 ）

（ TOP VIEW ）

PWP封装（ TPS60141 ）

（ TOP VIEW ）

GND

启用

OUT

C1+

C1–

保护地

GND

LBI

LBO

C2+

C2–

保护地

GND

启用

OUT

C1+

C1–

保护地

GND

C2+

C2–

保护地

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TPS60140 ， TPS60141

低功耗DC -DC转换器

调节5 V ， 100 mA的电荷泵电压三倍

SLVS273- 2000年2月

功能方框图

TPS60140

振荡器

C1+

C1–

启用

控制

电路

VREF

–

电荷泵

功率级

保护地

C2+

C2–

OUT

保护地

LBO

SHUTDOWN /

启动控制

–

0.8

–

VREF

LBI

GND

TPS60141

振荡器

C1+

C1–

启用

控制

电路

VREF

–

电荷泵

功率级

保护地

C2+

C2–

OUT

保护地

SHUTDOWN /

启动控制

–

0.8

VREF

–

GND

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TPS60140 ， TPS60141

低功耗DC -DC转换器

调节5 V ， 100 mA的电荷泵电压三倍

SLVS273- 2000年2月

终端功能

终奌站

名字

C1+

C1–

C2+

C2–

启用

号

I / O

的飞跨电容C1正端

的浮动电容器C1的负端

飞跨电容C2的正端

飞跨电容C2的负端

使能输入。连接启用至IN的正常运行。当ENABLE为逻辑低电平时，器件关断，

电源电流减小到0.05

输出从输入端断开时，该设备被放置在

关机。

反馈输入。 FB接OUT尽量靠近负载尽可能达到最好的调节。一个电阻分压器

是在芯片的输出电压匹配到1.21 V的内部基准电压上

地面。模拟地内部基准和控制电路。连接到PGND通过一个较短的线路。

电源输入。旁路至PGND与电容器Ci 。通过短引线连接两个IN端子。

低电池电量检测器输出（ TPS60140 ）或电源良好输出（ TPS60141 ）。低电池的开路漏极输出

指标或电源良好比较器。它可以吸收1毫安。一个100 kΩ到1 MΩ的上拉建议。离开码头

未连接，如果不使用的低电池或电源就绪检测功能。

低电池电压检测输入（ TPS60140只）。施加到该端子上的电压进行比较的内部1.21 -V的

基准电压。连接的终端，如果不使用低电池比较接地。在TPS60141 ，该

终端没有连接到芯片和应保持不连接。

没有连接

稳定的5V电源输出。 OUT旁路至PGND与输出滤波电容有限公司

电源地。电荷泵电流流过此端口。将所有地线端子在一起。

描述

GND

LBO / PG

1, 2,

19, 20

7,14

LBI / NC

OUT

保护地

9–12

详细说明

该TPS6014x电荷泵提供从1.8 V至3.6 V的输入电压范围内稳定的5V输出。他们

可以在V递送至少100mA的最大连续负载电流

= 2 V最小。专

对于空间受限的电池供电应用，完整的电荷泵电路只需要四个外部

电容器。

该TPS6014x包括一个振荡器，一个1.21 -V的电压基准，一个内部电阻反馈电路，误差

功放，高电流MOSFET开关，关闭/启动电路，电池电量不足或电源良好比较器

和一个控制电路（见功能框图）。

工作原理

该TPS6014x器件调节使用改进脉冲跳跃拓扑输出电压。在脉冲跳跃模式

误差放大器的关断功率级的开关在检测到大于5伏的输出电压较高时

该振荡器停止和控制器跳过开关周期。误差放大器重新激活振荡器和

再次开始开关功率级的，当输出电压低于5伏的输出电阻

电荷泵控制，提高波纹性能。这限制了输出电流为最小

这是必要的，以维持一个稳定的输出电压。这样做的好处在于，所述波纹性能几乎是如

好一个线性调节拓扑结构。

在轻负载的常规跳脉冲调节方式被使用，但电荷泵输出电阻被保持

在一个较高的水平。脉冲跳跃调节最小化的工作电流，因为电荷泵不

连续地切换，因此MOSFET的栅极电荷损失减小。此外，所有的功能

除了基准电压源，误差放大器和低电池或电源良好比较器被禁用时，

输出比5伏高。当切换是由误差放大器关闭时，负载也分离从

输入。这种改进的跳脉冲控制拓扑结构也被称为

ACTIVE- CYCLE

控制权。

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TPS60140 ， TPS60141

低功耗DC -DC转换器

调节5 V ， 100 mA的电荷泵电压三倍

SLVS273- 2000年2月

详细说明（续）

启动程序和关闭

在启动期间，即，当使能是从逻辑低电平设置为逻辑高电平时，输出电容充电了

有限的电流，直到输出电压（V

）达到0.8× V

。当启动比较器检测该电压

极限时，IC开始切换。此预充电输出电容器的保证了短的启动时间。此外，

浪涌电流到一个空的输出电容是有限的，因为电流通过开关被限制

电荷泵之前开始切换。

驾驶ENABLE低电平时，器件处于关断模式。这将禁用所有开关，振荡器，控制和

逻辑。该装置一般需要0.05

的电源电流在这种模式下。漏电流从输出绘制

低至1

最大。器件退出停机一次ENABLE被设置为高电平。当设备处于

关断时，负载从输入分离。

欠压锁定和短路保护

该TPS6014x器件具有欠压锁定功能，停用的设备，并在它的地方

当输入电压低于1.6V。关闭模式的设备也具有短路保护。输出

电流限制为通常百毫安期间在输出端的硬短路情况下，即，当V

为GND 。

在这种情况下，进入启动模式的条件被满足时，设备停止开关，并且控制

导通电阻的相应的MOSFET开关，以限制电流。

低电池电压检测器（ TPS60140只）

在1.21 V的内部低电池电压比较器跳闸

5 ％时，对引脚LBI斜坡向下压。电压

（ TRIP ）

在发出该低电池警告可以与一个电阻分压器，如图1进行调整。

电阻R1和R2的总和，建议是在100千欧到1兆欧范围。当选择R1和

R2 ，请注意输入漏电流流入LBI端。

LBO是一个开漏输出。一个外部上拉电阻输出，在100 kΩ到1 MΩ范围，值得推荐。

在启动过程中， LBO输出信号的第500无效

LBO是高阻抗时，该设备

被禁用。如果在低电池电压比较器功能没有被使用， LBI连接到地，并留下LBO

悬空。

LBO

VREF

–

VBAT

LBI

(

旅

)

1.21 V

)

图1.编程的低电池电压比较器跳闸电压

一个100 nF陶瓷电容应并联连接到R2 ，如果大的线路瞬变预期。这些

电压降可能会无意中触发低电池电压比较器，产生一个错误的电池低电量警告

信号LBO引脚。

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