TPS61099DRVR 产品概述

TPS61099DRVR 是德州仪器（TI）面向低压宽输入、单路可调升压应用的一款同步整流升压转换器。器件支持从 0.7V 起始供电，内部集成开关管并采用升压拓扑，适合微型、低功耗电池供电系统对高可靠、紧凑板级电源方案的需求。封装为 WSON-6-EP (2×2)，结温等级可达 -40℃ ~ +150℃（TJ），适用于消费类和工业类更广泛的工作环境。

一、主要功能与核心特性

• 可调输出：器件支持通过外部反馈网络设置输出电压，覆盖 1.8V ~ 5.5V 的输出范围，方便兼容多种数字和模拟负载。
• 宽输入电压：输入工作范围从 0.7V 到 5.5V，能够直接由单节锂离子电池、两节或三节碱性/镍氢电池、以及较低电压的能源采集源启动并升压。
• 同步整流：集成同步整流功率开关，替代传统肖特基二极管，显著降低整流损耗并提升轻载至中载下效率与电池续航。
• 内置开关管：内部功率开关简化外部元件选型与布局，减小整体方案尺寸，便于实现小型化电源模块。
• 单路输出：适合为单一路径供电的传感器、MCU、射频模块或显示器件提供稳压电源。
• 宽温度工作范围：器件结温工作范围为 -40℃ 至 +150℃，可在苛刻环境下长期工作（注意 PCB 散热设计以保障实际温升）。

二、典型应用场景

• 便携式与可穿戴设备：低起始电压使得从接近耗尽的电池也能可靠启动，为设备延长可用时间。
• 物联网传感节点：支持单电池供电并为 MCU、无线收发器及传感器提供稳定电源，兼顾体积与效率。
• 工业与仪表：宽温特性和封装热管理能力适合在温度变化较大或封闭空间内的应用。
• 小型显示与照明驱动：可为 OLED、LCD 偏置或小功率 LED 提供稳定升压电源（需依据驱动电流评估方案）。

三、封装与热管理

• WSON-6-EP (2×2) 小型裸露铜舌封装，利于热量通过 PCB 散出。建议在 PCB 布局时对裸露地/散热焊盘做足够的铜箔连通，增加过孔数量以利多层板热传导。
• 结温额定 -40℃~+150℃，但实际可允许的环境温度依赖于功耗、PCB 散热及周边器件布局，应通过热仿真或实测验证在最大负载下的结温。

四、典型电路与外部元件建议

• 基本升压拓扑元件：输入旁路电容、升压电感、输出滤波电容、反馈分压电阻。器件为同步结构，无需外部整流二极管。
• 电感选择：选用低直流电阻且峰值电流能力满足系统最大负载的升压电感。电感值与开关频率、输出纹波和峰值电流相关，需按具体应用优化。
• 电容选择：输入端用低 ESR 的陶瓷电容以抑制瞬态电流，输出端推荐多层陶瓷电容确保输出稳定性与低纹波。对于较高输出电流场景，可并联适量容量以降低电压波动。
• 反馈网络：通过两个电阻形成分压网络设定输出电压。注意反馈节点与器件地的回流路径，确保回路环路稳定性。

五、板级布局与性能优化要点

• 短而粗的开关回路：将开关节点、输入电容、升压电感和器件引脚尽量靠近布置，减小环路面积以降低 EMI 与开关噪声。
• 露铜焊盘与导热过孔：在器件底部的热焊盘处铺设足够铜面积，并在必要时增加到内层/底层的导热过孔，提升散热能力。
• 靠近放置关键电容：输入和输出电容应尽量靠近相应引脚焊点，以控制寄生电感。
• 反馈回路屏蔽：反馈电阻与反馈节点应远离高电流开关走线，减少噪声耦合导致输出误差或环路不稳。

六、设计注意事项与建议验证

• 起动条件：0.7V 的低起始电压允许在极低电压下启动，但应评估供电源（电池、能量采集器）能否提供足够瞬态电流以支持起动。
• 负载与热平衡：在评估最大负载时同时关注封装温升与 PCB 散热，必要时通过降低负载或增加散热面积控制结温。
• EMI 与滤波：若应用对 EMI 敏感，需结合输入输出滤波、地平面策略与屏蔽措施做进一步抑制。
• 系统测试：进行静态与动态负载测试、瞬态响应、效率曲线测量及长期温度试验，以验证在目标工况下的可靠性。

总结：TPS61099DRVR 提供了从极低电压启动到中等输出电压范围的紧凑同步升压解决方案，适合对体积、效率与工作温度要求较高的便携与工业应用。通过合理的外部元件选型与 PCB 热/布局设计，能够在多种电源场景中实现稳定、高效的电压提升。