选择合适的电源芯片，去优化负电压轨电路

[导读]在系统开发过程中，我们通常不会考虑系统所需的电源。通常，实验室电源用于新系统的首次测试，例如工业温度传感器。这些只是手动打开和关闭，以简化系统测试、编写代码和进行基本调试。但随着系统组合在一起并采用其最终形式，电源必须集成到系统中。通常在这一点上，我们意识到我们的系统中有多少轨道，如果我们的轨道少一点，我们的生活会变得多么容易。这样就开始了优化系统电源架构的过程。

在系统开发过程中，我们通常不会考虑系统所需的电源。通常，实验室电源用于新系统的首次测试，例如工业温度传感器。这些只是手动打开和关闭，以简化系统测试、编写代码和进行基本调试。但随着系统组合在一起并采用其最终形式，电源必须集成到系统中。通常在这一点上，我们意识到我们的系统中有多少轨道，如果我们的轨道少一点，我们的生活会变得多么容易。这样就开始了优化系统电源架构的过程。

一个特别难以优化的轨是负电压轨。更困难的是，当该电源轨仅用作运算放大器或其他基本电路的偏置电源并且消耗的功率很小时。为了实现对小尺寸、高效率和良好输出电压调节的系统关注，对已经很少有的创建负电压轨的选项造成了压力。例如，负电压电荷泵的效率可能不如电池供电的传感器在非常轻的负载下所需的效率。然而，专用的反相降压-升压转换器在物料清单 (BOM) 中添加了另一个 IC，以及其电感器和其他运行所需的无源元件。这会使 BOM 与负轨上的输出功率不成比例地增长。

幸运的是，许多德州仪器 (TI) 宽输入电压降压转换器可用于反相降压-升压配置。由于同一个 IC 可以用作降压转换器和反相升降压转换器，并且具有相同的无源元件，因此 BOM 大大简化。TPS621xx 宽输入电压、低功率降压转换器特别针对轻负载电流下的高效率进行了优化。例如，TPS62120 的 11 µA I q和 TPS62175 的 4.8 µA I q即使在 1mA 负载电流以下，也能在反相拓扑中实现超过 70% 的效率。此外，与其他拓扑相比，最新 TPS621xx 器件中使用的 DCS-Control 架构可提供出色的输出电压调节。这些器件的尺寸分别为 2mm x 2mm 和 2mm x 3mm，它们不会占用过多的电路板面积，而且它们的高集成度和支持应用说明，“在反相降压-升压拓扑中使用 TPS62120”和“在反相拓扑中使用 TPS62175” "(SLVA478和SLVA542)肯定会简化系统集成。

TPS6212x设备是一种高效的同步降压DC-DC转换器，为低功耗应用而优化。该设备支持高达75毫安的输出电流，并允许使用微小的外部电感器和电容器。广泛的工作输入电压范围为2V到15 V，支持能量收集，电池供电，以及9-V或12-V线路供电的应用。变频器采用先进的滞后控制方案，提供节能模式运行。在光负载下，转换器在脉冲频率调制(PFM)模式下工作，并在较高的负载电流下以脉宽调制(PWM)模式自动转换。省电模式在整个负载电流范围内保持高效率。在PFM模式下，对低输出纹波电压进行了优化，以将输出噪声降至最小。在PFM模式下，设备只消耗VIN10µA的静止电流。In shutdown mode, the device is turned off.

在TPS62120中有开漏极功率良好输出，表示一旦输出电压处于调节。

TPS62120有一个额外的SGND引脚，在关闭模式下连接到GND。该输出可用于放电输出电容器。

TPS6212x可在-40C到85 C的自由气温范围内工作。TPS62120有一个小型8针SOT-23包，TPS62122有一个2mm2mm×2mm6针DFN包。

TPS62175/7 是一款高效同步降压 DC-DC 转换器，此转换器基于分布式控制系统 (DCS) - 控制的降压转换器拓扑技术。

借助于 4.75V 至 28V 的宽工作输入电压，此器件非常适合于由多节锂离子电池以及 12V 和更高阻抗电源轨供电的系统，从而提供高达 500mA 的输出电流。

TPS62175/7 在轻负载时自动进入节能模式，以在整个负载范围内保持高效率。此外，它特有一个为具有高级节能模式的应用(像超低功耗微控制器)供电的睡眠模式。电源正常输出可被用于电源排序和/或者加电复位。

此器件在正常模式特有一个典型值为 22uA 的静态电流，在睡眠模式中此电流值为 4.8uA。 In Sleep Mode, the efficiency at very low load currents can be increased by as much as 20%. 在关断模式中，关断电流少于 2uA 并且输出被有源放电。

提供可调和固定输出电压版本的 TPS62175/7 采用一个小型 2mm x 3mm 10 引脚 WSON 封装。

· 分布式控制系统 (DCS) - 控制的降压转换器拓扑技术

· 输入电压范围 4.75V 至 28V

· 静态电流典型值4.8µA(睡眠模式)

· 100% 占空比模式

· 有源输出放电

· 电源正常输出

· 500mA 输出电流

· 输出电压范围为 1V 至 6V

· 典型值为 1MHz 的开关频率

· 无缝省电模式转换

· 欠压闭锁