TPS63700DRCR 产品概述
一、产品简介
TPS63700DRCR 是德州仪器(TI)推出的一款升降压型反相 DC-DC 转换器,面向需从单节或多节锂电池(2.7V~5.5V)产生可调负电压的便携式和工业应用。器件集成开关管,工作频率高达约1.38MHz,输出可调范围为 -15V 至 -2V,最大输出电流可达 360mA,静态电流仅约 400µA(IQ),适合对尺寸、效率和静态功耗有较高要求的负电源设计。
二、主要特性
- 输入电压范围:2.7V ~ 5.5V,兼容单节锂电池及常见系统电压轨。
- 输出电压:可调负电压,范围 -15V ~ -2V,便于满足不同模拟/混合集成电路的偏置要求。
- 输出电流:最大 360mA,适合驱动小功率放大器、参考源和模拟前端。
- 开关频率:约 1.38MHz,有利于使用小型电感/电容,节省 PCB 面积。
- 同步整流:否(非同步拓扑),器件通过集成开关实现反相转换。
- 静态电流(IQ):约 400µA,有利于中等待机功耗优化。
- 封装:VSON-10-EP (3×3 mm),带热焊盘,利于散热与高密度布局。
- 拓扑:反相式(升降压型),在输入高于或低于目标负电压时均能稳定工作。
三、典型应用场景
- 便携式设备的负电源生成(如便携音频放大器、传感器前端)。
- 模拟电路偏置(运放、A/D 采样电路需要负轨时)。
- 通信与仪表设备中需要小功率负电压的子系统。
- 电池供电便携终端,需紧凑电源解决方案且兼顾能效和热量控制。
四、设计要点与布局建议
- 电容选择:输入、输出和补偿电容应选用低 ESR 陶瓷电容,且容量根据输出电流及纹波需求调整;高频工作下靠近器件焊盘布局尤为重要。
- PCB 布局:将输入电容和输出电容尽量靠近器件的 VIN/GND 与 VOUT/GND 引脚;充分利用 VSON 封装的底部热焊盘(EP)进行散热并通过多层接地平面扩展热路径。
- 电阻分压设置输出:输出为可调型,通过外部反馈分压网络设定负电压,布线需短且避免噪声耦合。
- 热管理:在高负载下注意器件功耗与温升,必要时扩大散热铜箔和增加过温保护方案。
- EMI 抑制:高频开关可能产生辐射,建议在输入端并联合适的滤波元件并优化走线,必要时做屏蔽与滤波优化。
五、封装与可靠性
- 封装为 VSON-10-EP (3×3 mm),适合高密度应用且便于热量导出。工作环境温度范围为 -40℃ 到 +85℃(TA),适用于工业级和消费级环境。
- 器件内部集成开关管和必要保护电路,具体保护特性(如过流、过温、启动行为等)请以官方数据手册为准。
六、选型建议与注意事项
- 若应用需较高效率和较大输出电流,评估系统热预算与散热措施;若对效率要求更高且可接受复杂度,可考虑带同步整流的替代器件。
- 设计时务必参考 TI 官方数据手册与评估板原理图,按建议的外部元件和布局指南进行,以确保稳定性与 EMI 性能。
- 对于极低待机功耗场景,应验证 IQ 在实际工作模式下的贡献并评估唤醒/关断策略。
总体而言,TPS63700DRCR 提供了一种紧凑、高频、可调负电压解决方案,适用于需要负轨但空间受限的便携与工业应用,其集成度和工作频率有利于减小外围元件尺寸并简化系统设计。