TPS6040x 系列器件從 1.6 V 至 5.5 V 的輸入電壓產生未穩壓的負輸出電壓。這些器件通常由 5 V 或 3.3 V 的預穩壓電源軌供電。由于其寬輸入電壓范圍，兩個或三個鎳鎘、鎳氫或堿性電池單元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。整個轉換器采用 5 引腳 SOT-23 封裝，可構建在 50 mm 上^2^板區。通過替換集成電路啟動到負載通常需要的肖特基二極管，可以減少額外的電路板面積和元件數量。
*附件：tps60400.pdf

TPS6040x 可提供 60 mA 的最大輸出電流，在較寬的輸出電流范圍內典型轉換效率大于 90%。提供三種器件選項，具有 20 kHz、50 kHz 和 250 kHz 固定頻率作。TPS60400具有可變開關頻率，可降低負載范圍寬的應用中的工作電流，并支持使用低值電容器進行設計。

特性

• 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1.6 V至5.5 V
• PowerSave模式，可在低輸出電流（TPS60400）下提高效率
• 器件靜態電流典型值 65 μA
• 集成有源肖特基二極管，用于啟動到負載
• 小型 5 引腳 SOT-23 封裝
• 評估模塊提供 TPS60400EVM-178

參數

方框圖

?1. 產品概述?
TPS60400/01/02/03是德州儀器（TI）推出的非穩壓型電荷泵電壓逆變器系列，可將1.6V至5.5V輸入電壓轉換為負輸出電壓，最大輸出電流60mA。僅需3個外部陶瓷電容（1μF/3.3μF/10μF）即可構建完整DC-DC逆變電路，采用5引腳SOT-23封裝，占用面積僅50mm2。

?2. 關鍵特性?

• ?輸入范圍?：1.6V至5.5V（支持電池供電：2-3節NiCd/NiMH/堿性電池或1節Li-Ion）
• ?輸出能力?：-1.6V至-5.5V（最大60mA），典型轉換效率>90%
• ?工作模式?：
  • TPS60400：可變開關頻率（50kHz-250kHz）
  • TPS60401/02/03：固定頻率（20kHz/50kHz/250kHz）
• ?低功耗?：靜態電流典型值65μA
• ?集成功能?：內置啟動負載用肖特基二極管

?3. 應用場景?

• LCD偏置電壓
• RF功放的GaAs偏置
• 便攜式儀器傳感器供電
• 醫療設備與電池供電設備

?4. 設計要點?

• ?電容選擇?：推薦低ESR陶瓷電容（如X5R/X7R材質）
  • 輸入電容（C I ）：與飛跨電容同值
  • 飛跨電容（C fly ）：影響輸出阻抗（典型1μF時阻抗15Ω）
  • 輸出電容（C O ）：≥1μF以降低紋波
• ?布局建議?：電容盡量靠近IC引腳，參考單層PCB布局示例
• ?散熱設計?：SOT-23封裝熱阻221°C/W，滿負載溫升<10°C

?5. 擴展應用電路?

• ?RC/LC后級濾波?：可進一步降低輸出紋波
• ?電壓分壓器?：配置為高效軌分割器（輸出V IN /2）
• ?倍壓/逆變組合?：同時生成-2×VIN和2×VIN輸出
• ?并聯模式?：多器件并聯可降低輸出阻抗

?6. 型號對比?

?7. 文檔版本?

• 當前版本：SLVS324C（2020年10月修訂）
• 主要更新：優化圖表編號格式，新增布局指南與熱性能分析