TPS6040x-Q1 系列器件可從 輸入電壓范圍為 1.8 V 至 5.25 V。這些器件通常由預穩壓的 電源軌為 5 V 或 3.3 V。由于其寬輸入電壓范圍，兩個或三個 NiCd、NiMH 或 堿性電池以及一個鋰離子電池也可以為它們供電。

只需三個外部1μF電容即可構建完整的DC-DC電荷泵 逆變器。完整的轉換器采用 5 引腳 SOT-23 封裝，可基于 50 毫米^2^板區。替換通常需要的肖特基二極管 使用集成電路啟動到負載可以實現額外的電路板面積和元件數量 減少。
*附件：tps60401-q1.pdf

TPS6040x-Q1 可提供 60 mA 的最大輸出電流，典型轉換 在較寬的輸出電流范圍內效率大于 90%。三種設備選項 提供具有 20 kHz、50 kHz 和 250 kHz 固定頻率作的 TPS60401/2/3-Q1。 TPS60400-Q1 器件具有可變開關頻率，可降低工作電流 具有寬負載范圍的應用，并支持使用低值電容器進行設計。

特性

• 符合汽車應用標準
• AEC-Q100 測試指南，結果如下：
  • 器件溫度等級 1：–40°C 至 +125°C 環境工作溫度范圍
  • 設備 HBM ESD 分類 2 級
  • 設備 CDM ESD 分類級別 C6
• 反轉輸入電源電壓
• 高達 60 mA 的輸出電流
• 只需三個小型1 μF陶瓷電容器
• 輸入電壓范圍為1.8 V至5.25 V
• PowerSave模式可在低輸出電流下提高效率（TPS60400-Q1）
• 器件靜態電流典型值：100 μA
• 集成有源肖特基二極管，用于啟動到負載
• 小型 5 引腳 SOT23 封裝
• 可用評估模塊：TPS60400EVM-178

參數

方框圖

?1. 產品概述?
TPS6040x-Q1是德州儀器（TI）推出的汽車級電荷泵電壓逆變器系列，包含TPS60400-Q1、TPS60401-Q1、TPS60402-Q1和TPS60403-Q1四款型號。核心功能是將1.8V至5.25V的輸入電壓轉換為非穩壓負輸出電壓，最大輸出電流60mA，典型轉換效率超過90%。僅需3個外部小容量陶瓷電容（1μF或根據型號調整）即可構建完整DC-DC逆變電路，封裝為5引腳SOT-23，占用面積僅50mm2。

?2. 關鍵特性?

• ?汽車級認證?：符合AEC-Q100標準，支持-40°C至+125°C工作溫度。
• ?高效設計?：集成主動肖特基二極管簡化啟動電路，典型靜態電流100μA。
• ?靈活配置?：
  • TPS60400-Q1：可變開關頻率（50kHz至250kHz），適配寬負載范圍。
  • TPS60401/2/3-Q1：固定頻率分別為20kHz、50kHz、250kHz。
• ?低外部元件需求?：僅需1μF（或型號指定值）的飛跨電容（C(fly)）、輸入電容（CI）和輸出電容（CO）。

?3. 應用場景?

• 汽車信息娛樂系統、儀表盤
• LCD顯示負壓供電
• 需要負電源的運算放大器電路
• 電池供電設備（如NiCd/NiMH/堿性電池或Li-Ion電池系統）

?4. 設計要點?

• ?電容選擇?：推薦低ESR陶瓷電容，具體值需根據型號和輸出電流調整（如TPS60401-Q1需10μF電容）。
• ?輸出性能?：輸出電壓接近-VI，但受負載電流影響（VO = -(VI - RO×IO)），輸出阻抗約15Ω（5V輸入時）。
• ?布局優化?：電容應盡量靠近器件引腳以降低紋波（典型紋波20mVp-p）。

?5. 擴展功能?

• ?RC/LC后級濾波?：可進一步降低輸出紋波（如LC濾波后紋波可降至28mVp-p）。
• ?級聯/并聯?：
  • 兩級級聯實現-2×VI輸出（需注意阻抗疊加）。
  • 多器件并聯降低總輸出阻抗（需按比例增加CO容量）。
• ?關斷控制?：通過外部邏輯電路切斷輸入實現關斷。

?6. 典型電路示例?

• ?電壓逆變器?：基礎電路僅需C(fly)、CI、CO三個電容。
• ?軌分割器?：生成±VI/2雙電源，適用于運放供電。
• ?GaAs偏置電源?：結合TLV431穩壓器提供精確負壓（如-2.7V/3mA）。

?7. 機械與訂購信息?

• 封裝：SOT-23-5（2.8mm×2.9mm），符合MO-178標準。
• 工作溫度：-40°C至125°C，熱阻221.2°C/W（未焊接）。
• 型號后綴差異：區分固定頻率與可變頻率版本（如TPS60403-Q1為250kHz固定頻率）。