TPS60101中文资料(电源模块).pdf

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1、 TPS60101 中文资料中文资料(引脚图引脚图,特点及应用实例特点及应用实例)精密的制造工艺和优良的设计使得 TPS60101 具有出色的电气性能，能够满足设计者苛刻的要求，具体特点如下：TPS60101 引脚图及引脚功能:TPS60101 芯片采用 20 脚 TSSOP 贴片封装，图 1 是它的引脚图，具体引脚功能见表 1。表 1 TPS60101 引脚描述 TPS60101 的应用方式 TSP60101 芯片在设计上做了许多实际考虑，允许设计者在不同的实际情况下灵活设计，如图 2、图 3 和图 4，是它的三种典型应用方案，作者将根据自己的应用体会分别予以介绍。TPS60101 片内集成

2、了 2 个升降压电荷泵，通过改变芯片的 18 脚 COM 的外接电平可以选择电荷泵的 2 种工作状态：COM 接地为推挽模式，接高电平为单端模式。推挽模式中，片内的 2 个电荷泵的工作状态在时域上有 180的相位差，各占据 50的负载周期进行推挽输出。这种方式可以在最大限度上避免输出电压的波动，得到最好的稳压效果，但需要外接2 个电容。在单端模式中，2 个电荷泵是无相位差的并行输出。这种方式仅需 1 个外接电容。图 2 和图 3 给出了推挽模式和单端模式的应用电路。一般来说，在对实际应用电路的体积没有严格要求的情况下，应当选择推挽模式以获得最好的工作性能。但是，由于 TPS60101 芯片本身

3、体积很小，影响应用电路体积的主要因素是外接元件。若工作于单端模式，则应用电路的体积可以减少一半以上。如果在电压稳定度要求一般，但是对电路体积要求严格的情况下，也可以考虑使用单端模式。通过改变第 2 脚的 SYNC 的外接电平可以选择 TPS60101 的同步时钟源。SYNC 接低电平使用片内振荡器产生的同步时钟信号，SYNC 接高电平使用外部同步时钟信号，外部时钟信号引至 3V8 脚。一般场合下只需使用片内时钟即可。但是，如果 TPS60101 的供电系统工作于某一个固定频率时，采用外部时钟同步方式更加合理。需要注意的是，在使用外部时钟同步方式时，SKIP 脚应接地以降低输出噪声。图 4 给出

4、了外同步时钟方式的应用电路。通过改变芯片 19 脚 3V8 的外接电平可以选择芯片的输出工作方式。3V8 接低电平为标准 3.3 V 输出，接高电平为预置 3.8 V 输出。在一般的应用场合，均应使用第 1 种方式；只 有在对电源性能要求非常严格的情况下，才采取第 2 种方式。TPS60101 提供粗略的 3.8 V输出，后级再外接 1 个低压差稳压器，例如 TPS7330 芯片，以获得更加精确和稳定的 3V 输出。在实际设计应用中需要注意的是，芯片底部和印制版接触处集成了一散热片，在印制板上对应的位置需要铺铜焊接，并和电源地相连，同时所有的 PGND 和 GND 引脚应该以尽可能短的粗导线相

5、连。TSP60101 在低功耗现场设定装置中应用的实例 作者设计的低功耗现场设定用手持装置是一种具有 RS-485 通讯功能的手持式设定器，支持 MODBUS 协议，通过 RS-485 现场总线对某公司生产的现场远程采集控制模块等仪表设备进行现场参数检测和设定，如设定远程终端装置的系统子站号码、通讯协议、波特率等，或者现场检测模块的各种设置参数，它作为配套设备提供给用户。如图 5，系统电源设计具用软电源开关和自动关机功能。TPS60101 采用推挽输出方式，为系统提供极稳定的 3.3V 供电。使用两节 5 号碱性干电池为电源系统供电，采用两只SN74AHC1G00 构成一个 R-S 触发器做软

6、开关及自动关机控制。当系统处于关机状态时，按下电源开/关按钮时，R-S 触发器翻转，TPS60101 的 ENABLE获得高电平，电源工作，系统复位，进入工作状态。当再次按下电源开/关按钮时，P89LPC932的 P0.1 通过两只三极管电平转换后检测到低电平，进而产生中断。在中断服务程序中，系统判断出此次操作为关机操作，则控制 P0.0 输出高电平，通过一只三极管电平转换后触发触发器产生翻转，TPS60101 的 ENABLE 获得低电平，电源停止工作，系统进入掉电停机状态。MCU 在系统工作时对键盘输入进行定时*，如果在 5 分钟内没有键盘输入，则控制 P0.0输出高电平，自动关机。系统工

7、作时，电源部分消耗的能量主要是供给 TPS60101 的偏置工作电流，典型约为 50 A，系统掉电待机时，三只芯片的最大待机电流小于 5 A，可见这是一个比较优秀的电源电路。如图 6，是实际的手持设定装置的原理框图，整体系统安装在普通小型数字万用表大小的壳体内。系统 MCU 采用了 PHILIPS 公司最新的 89LPC932 单片机做控制核心，这只单片机是零外设的 MCU，实际使用中也是采用零外设方案。为节省功耗，在满足最高 38400 波特通讯速度的前提下，软件设计中使用了 MCU 的分频寄存器 DIVM 对内部 RC 振荡器产生的 7.3728MHz 主频进行了 8 分频。同时，CLKL

8、P 置位，使 CPU 处于低功耗状态。显示器采用了北京青云创新科技发展有限公司生产的 3V 供电带背光中文点阵 LCD 模块，型号为LCM12832ZK，耗电仅 1.2mA。RS-485 芯片采用了 SIPEX 公司的 SP3485，这是一款 3V 供电，低功耗的 RS-485 通讯芯片，兼容于 75176，工作时典型功耗 1.2mA，待机时最大 10 A。经实测，整体系统工作最大电流小于 5mA，达到了整体低功耗设计的目的。两节碱性干电池工作电压范围约为 2.2V-3V，参照芯片效率曲线，效率约在 60%-70%之间。设定器在一般性使用的情况下，使用优质电池可以保证数年内无需更换电池，非常方

9、便使用者，该新型设定器投入使用后获得了用户的一致好评。最大输出电流 100 mA，可满足绝大多数低功耗单片机系统的功耗需求；少于 5 mV 的输出电压波动，提供 3.3V4%的稳压输出；仅需少量外围元件，无需谐振线圈等器件，自身无干扰输出，应用电路体积很小；电荷泵效率最高可达 90；能够采用外时钟同步，以便在需要考虑同步干扰的场合使用；宽输入电压范围，1.8-3.6 V 均可正常工作，充分保证了单片机系统在外接不同类型电源以及电池电量状态变化过程中得到稳定的电源供应；50 A 的工作附加电流，0.05 A 的关断漏电流，消耗电能很少，保证自身低功耗；具有工作/关断控制，关断模式下，稳压电源输出隔离，增加电源管理的可靠性；微型的 TSSOP 贴片封装，减小应用电路体积。这种封装形式在芯片底部集成了散热片，可直接与印制板相连，在没有增加电路体积的情况下有效提高了散热性能。