超低输入电压升压式DC/DC转换器

时间：09-09 来源：无忧电子开发网点击：

本文介绍TI公司在2007年3月推出的一款超低输入电压升压式DC/DC转换器TPS61200系列。该系列在Ta=-40～+85℃工作温度范围内，最低输入电压为0.3V；单个芯片就能组成升压式电源，效率较高。该系列有三种型号，有输出可设定及固定电压输出，如表1所示。

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特点与应用领域

TPS61200系列的主要特点：效率高（在VIN≥1.2V、输出3.3V、输出电流600mA时，其效率可大于90%）；根据输入电压的大小能自动转换成升压模式或降压模式；静态电流小（小于55μA）；输入电压在0.5V时，在满负载时也能启动工作；输入工作电压范围宽，从 0.3～5.5V；输入低电压锁存的电压可设定；有输出短路保护；有输出电压可设定及固定输出的品种供用户选择（见表1）；在输出功率较低时有节能模式，可提高效率；有可能强制按固定效率工作；在关闭电源时，负载与输入端断开；有过热保护；工作温度范围-40～+85℃；小尺寸3mm×3mm QFN封装。

TPS61200系列的主要应用领域：可用于1～3节碱性电池，镍镉或镍氢电池或1节锂离子电池、锂聚合电池或磷酸铁锂离子电池的电子产品；太阳能电池及燃料电池供电的电子产品；太阳能电池及燃料电池供电的电子产品；便携式音频播放器；PDA；手机；个人医疗电子产品（如血压计）及驱动白光LED等。

对使用一次碱性电池的产品来说，可以用到电池电压降到0.5V，做到物尽其用的程度，提高了电池的使用寿命。

引脚排列与功能

TPS61200系列的引脚排列如图1所示，各引脚功能如表2所示。

图1 TPS61200的引脚排列

主要技术参数

TPS61200系列主要极限参数：输入电压为-0.3～7V(包括VIN、L、VAUX、VOUT、PS、EN、FB、UVLO端)。建议工作条件：VIN=0.3～5V。

TPS61200系列主要电特性参数：可调输出电压为1.8～5.5V；固定3.3V输出电压允差±0.03V；固定5.0V输出电压允差 ±0.05V；内部平均开关电流限制为1350mA；静态电流典型值50μA；关闭状态时耗电小于2μA；EN端低电平：VIN＜0.8V时为＜0.1VIN、VIN＞1.5V时为＜0.4V、0.8V≤VIN≤1.5V时为＜0.2VIN；EN高电平：VIN＜0.8V时为＞0.9VIN、 VIN＞1.5V时为＞1.2V、0.8≤VIN≤1.5V时为＞0.8VIN；PS输入低电平＜0.4V、PS输入高电平＞1.2V；开关管开关频率 1250～1650kHz。

典型应用电路

TPS61200的典型应用电路如图2所示，TPS61201、TPS61202的应用电路如图3所示。

图2 TPS61200典型应用电路

图3 TPS61201、TPS61202的应用电路

图2是一种输出电压可设定的电路。输出电压VOUT与外接电阻分压器R1、R2有关，如下式所示：

VOUT=V_FB（R1/R2＋1）（1）

式中，V_FB=500mV，R1可设为1mΩ，则可求出R2值。例如，要求VOUT=3.3V，代入上式可求出R2=178.57kΩ，可取标准电阻值180 kΩ。

在图2中，EN端、PS端、UVLO端接VIN，这表示电源不采用EN端加低电平来关闭电源；PS端高电平表示在重负载条件下工作（此时振荡器按固定频率工作）；UVLO接VIN，表示在VIN＜250 mV时，使电源关闭，VOUT=0V，并锁存；只有当VIN＞350mV时电源才恢复工作。

在图2中，VAUX接0.1μF接地，是为了稳定地工作（工厂建议C3用等效串联电阻小的多层淘洗电容器，容量为0.1μF）。此电容器在启动时向C3充电到一定值后，开关管才导通，它对开关管起缓冲作用。若输出电压VOUT＜2.5V时。C3值可采用1μF。

C1是输入电容，其值最小是4.7μF，这里用10μF多层陶瓷电容器。C2是输出电容，工厂建议采用下式选择C2值：

C2=5L（μF/μH）（2）

若L=2.2μH，则C2可取10μF。C2也采用多层陶瓷电容。采用更大容量的C2可减小输出纹波电压、减小瞬态负载变化引起的输出电压跌落。