選擇合適的電源芯片，去優(yōu)化負(fù)電壓軌電路

在系統(tǒng)開發(fā)過程中，我們通常不會(huì)考慮系統(tǒng)所需的電源。通常，實(shí)驗(yàn)室電源用于新系統(tǒng)的首次測(cè)試，例如工業(yè)溫度傳感器。這些只是手動(dòng)打開和關(guān)閉，以簡(jiǎn)化系統(tǒng)測(cè)試、編寫代碼和進(jìn)行基本調(diào)試。但隨著系統(tǒng)組合在一起并采用其最終形式，電源必須集成到系統(tǒng)中。通常在這一點(diǎn)上，我們意識(shí)到我們的系統(tǒng)中有多少軌道，如果我們的軌道少一點(diǎn)，我們的生活會(huì)變得多么容易。這樣就開始了優(yōu)化系統(tǒng)電源架構(gòu)的過程。

一個(gè)特別難以優(yōu)化的軌是負(fù)電壓軌。更困難的是，當(dāng)該電源軌僅用作運(yùn)算放大器或其他基本電路的偏置電源并且消耗的功率很小時(shí)。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)小尺寸、高效率和良好輸出電壓調(diào)節(jié)的系統(tǒng)關(guān)注，對(duì)已經(jīng)很少有的創(chuàng)建負(fù)電壓軌的選項(xiàng)造成了壓力。例如，負(fù)電壓電荷泵的效率可能不如電池供電的傳感器在非常輕的負(fù)載下所需的效率。然而，專用的反相降壓-升壓轉(zhuǎn)換器在物料清單 (BOM) 中添加了另一個(gè) IC，以及其電感器和其他運(yùn)行所需的無(wú)源元件。這會(huì)使 BOM 與負(fù)軌上的輸出功率不成比例地增長(zhǎng)。

幸運(yùn)的是，許多德州儀器 (TI) 寬輸入電壓降壓轉(zhuǎn)換器可用于反相降壓-升壓配置。由于同一個(gè) IC 可以用作降壓轉(zhuǎn)換器和反相升降壓轉(zhuǎn)換器，并且具有相同的無(wú)源元件，因此 BOM 大大簡(jiǎn)化。TPS621xx 寬輸入電壓、低功率降壓轉(zhuǎn)換器特別針對(duì)輕負(fù)載電流下的高效率進(jìn)行了優(yōu)化。例如，TPS62120 的 11 μA I q和 TPS62175 的 4.8 μA I q即使在 1mA 負(fù)載電流以下，也能在反相拓?fù)渲袑?shí)現(xiàn)超過 70% 的效率。此外，與其他拓?fù)湎啾?，最?TPS621xx 器件中使用的 DCS-Control 架構(gòu)可提供出色的輸出電壓調(diào)節(jié)。這些器件的尺寸分別為 2mm x 2mm 和 2mm x 3mm，它們不會(huì)占用過多的電路板面積，而且它們的高集成度和支持應(yīng)用說(shuō)明，“在反相降壓-升壓拓?fù)渲惺褂?TPS62120”和“在反相拓?fù)渲惺褂?TPS62175” "(SLVA478和SLVA542)肯定會(huì)簡(jiǎn)化系統(tǒng)集成。

TPS6212x設(shè)備是一種高效的同步降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器，為低功耗應(yīng)用而優(yōu)化。該設(shè)備支持高達(dá)75毫安的輸出電流，并允許使用微小的外部電感器和電容器。廣泛的工作輸入電壓范圍為2V到15 V，支持能量收集，電池供電，以及9-V或12-V線路供電的應(yīng)用。變頻器采用先進(jìn)的滯后控制方案，提供節(jié)能模式運(yùn)行。在光負(fù)載下，轉(zhuǎn)換器在脈沖頻率調(diào)制(PFM)模式下工作，并在較高的負(fù)載電流下以脈寬調(diào)制(PWM)模式自動(dòng)轉(zhuǎn)換。省電模式在整個(gè)負(fù)載電流范圍內(nèi)保持高效率。在PFM模式下，對(duì)低輸出紋波電壓進(jìn)行了優(yōu)化，以將輸出噪聲降至最小。在PFM模式下，設(shè)備只消耗VIN10μA的靜止電流。In shutdown mode, the device is turned off.

在TPS62120中有開漏極功率良好輸出，表示一旦輸出電壓處于調(diào)節(jié)。

TPS62120有一個(gè)額外的SGND引腳，在關(guān)閉模式下連接到GND。該輸出可用于放電輸出電容器。

TPS6212x可在-40C到85 C的自由氣溫范圍內(nèi)工作。TPS62120有一個(gè)小型8針SOT-23包，TPS62122有一個(gè)2mm2mm×2mm6針DFN包。

TPS62175/7 是一款高效同步降壓 DC-DC 轉(zhuǎn)換器，此轉(zhuǎn)換器基于分布式控制系統(tǒng) (DCS) - 控制的降壓轉(zhuǎn)換器 拓?fù)浼夹g(shù)。

借助于 4.75V 至 28V 的寬工作輸入電壓，此器件非常適合于由多節(jié)鋰離子電池以及 12V 和更高阻抗電源軌供電的系統(tǒng)，從而提供高達(dá) 500mA 的輸出電流。

TPS62175/7 在輕負(fù)載時(shí)自動(dòng)進(jìn)入節(jié)能模式，以在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)保持高效率。 此外，它特有一個(gè)為具有高級(jí)節(jié)能模式的應(yīng)用(像超低功耗微控制器)供電的睡眠模式。 電源正常輸出可被用于電源排序和/或者加電復(fù)位。

此器件在正常模式特有一個(gè)典型值為 22uA 的靜態(tài)電流，在睡眠模式中此電流值為 4.8uA。 In Sleep Mode, the efficiency at very low load currents can be increased by as much as 20%. 在關(guān)斷模式中，關(guān)斷電流少于 2uA 并且輸出被有源放電。

提供可調(diào)和固定輸出電壓版本的 TPS62175/7 采用一個(gè)小型 2mm x 3mm 10 引腳 WSON 封裝。

· 分布式控制系統(tǒng) (DCS) - 控制的降壓轉(zhuǎn)換器 拓?fù)浼夹g(shù)

· 輸入電壓范圍 4.75V 至 28V

· 靜態(tài)電流典型值4.8μA(睡眠模式)

· 100% 占空比模式

· 有源輸出放電

· 電源正常輸出

· 500mA 輸出電流

· 輸出電壓范圍為 1V 至 6V

· 典型值為 1MHz 的開關(guān)頻率

· 無(wú)縫省電模式轉(zhuǎn)換

· 欠壓閉鎖

· 短路保護(hù)

· 過熱保護(hù)

· 采用 2mm x 3mm 10 引腳晶圓級(jí)小外形尺寸無(wú)引線 (WSON) 封裝