ZHCUCF6 October 2024 AFE4960 , CC2674R10 , TMP119
2.2.6 电源
表 2-5 展示了用于 AFE1594 AVDD 电源的 3.3V 电源轨设计要求。
| 参数 | 值 |
|---|---|
| 输入电压 | 0.9V 至 1.5V 或 2.0V 至 3V |
| 输出电压 | 3.3V |
| 输出电流 | 50mA |
| 输出电压纹波 | 50mV |
TPS61299x 是一款具有 100nA 超低静态电流的同步升压转换器。该器件具有 0.5V 至 5.5V 的宽输入电压范围和 1.8V 至 5.5V 的输出电压范围。由于在轻负载条件下具有高效率，TPS61299x 可在便携式设备使用纽扣电池实现较长的运行时间。图 2-10 展示了 TPS61299 原理图设计。
图 2-10 TPS61299 原理图通过在 VSEL 引脚和地之间连接一个电阻器，TPS61299 可支持 21 个内部输出电压设置选项。当输出电压接近 1.8V 时，该器件会检查 VSEL 引脚的配置条件。为确保正常运行，设置电阻精度必须为 1%。对于 3.3V 输出，VSEL 接地。
TPS61299 没有固定的频率，该器件将电感器纹波电流保持在 350mA 不变，因此频率由运行条件决定。
TPS61299 的最大输出能力由输入输出比和升压转换器的电流限制决定。可以使用方程式 1 估算出最大输出电流。
其中
- ILIM 是平均开关电流限制
- η 是转换效率，从 2V 斜升至 3V 时为 89%–94.8%，这里使用 89% 进行估算
在此设计中，IOUT(max) = 0.97A（IOUT(IN) = 3V、ILIM = 1.2A、VOUT = 3.3V 且 η = 89%）。
对于电感器选择，TPS61299 可与 1μH 的电感器 (L6) 配合使用。表 2-6 展示了 TPS61299x/xA 具有输入电流限制和快速瞬态性能的 95nA 静态电流、5.5V 升压转换器 数据表中推荐的 TPS61299 传感器。
| 器件型号 | L (μH) | DCR MAX (mΩ) | 饱和电流 (A) | 尺寸（长 × 宽 × 高） |
|---|---|---|---|---|
| HTTH16080H-1R0MSR-99 | 1 | 110 | 2.3 | 1.6 × 0.8 × 0.8 |
| WIP252010P-1R0ML | 1 | 54 | 3.5 | 2.5 x 2.0 x 1.0 |
| WPN252010H1R0MT | 1 | 76 | 3.5 | 2.5 x 2.0 x 1.0 |
对于输出电容器选择，TI 建议使用 4μF 至 1000μF 有效电容范围内的 X5R 或 X7R 陶瓷输出电容器，以满足输出纹波和环路稳定性的要求。如果输出电容器低于此范围，升压稳压器可能会变得不稳定。在 PWM 模式下，增大输出电容器可以使输出纹波电压更小。需要考虑额定电压的裕度，确保在所需的输出电压下具有足够的电容，以避免陶瓷电容器在直流偏置电压、老化和交流信号下的降额。三个 10μF 电容器：C22、C23 和 C24 与输出电压并联，以对输出电压进行滤波。必须将这些电容器放置在尽可能靠近 IC 的 VOUT 和 GND 引脚的位置。
对于输入去耦电容器，多层 X5R 或 X7R 陶瓷电容器是不错的选择，因为这些电容器具有极低的 ESR 并采用小型封装。输入电容器必须尽可能靠近器件。虽然 10μF 输入电容器足以满足大多数应用的要求，但也可以使用更大的电容来无限制地减少输入电流纹波。C20 和 C21 是 10μF 电容器，可更大限度地降低输入电压纹波、抑制输入电压尖峰并为器件提供稳定的系统电源轨。
表 2-7 展示了贴片和动态心电图监测仪的 1.8V 电源轨设计要求。对于不同的电池（AAA：1.5V，钮扣电池：3V）时，降压/升压稳压器是不错的选择。由于降压/升压稳压器的最小输入电压需要高于 1.3V，AAA 电池的放电可能会给系统带来风险。为了简化设计，这里为 1.8V 电源轨选择了降压转换器。但这种拓扑会降低功效。对于固定电池设计，选择升压转换器或降压转换器电路可提高整体效率。
| 参数 | 值 |
|---|---|
| 输入电压 | 3.3V |
| 输出电压 | 1.8V |
| 输出电流 | 50mA |
| 输出电压纹波 | 50mV |
TPS62843 是一款高效降压转换器系列，具有典型值为 275nA 的超低工作静态电流。该器件具有 1.8V 至 5.5V 的输入电压范围和 0.4V 至 5.5V 的输出电压范围。通过将电阻器连接到 VSET 引脚，可以选择 18 种预定义的输出电压。由于输出电压为 1.8V，此设计中选择了 TPS628437，可提供 0.8V 至 1.8V 的输出电压。图 2-11 展示了 TIDA-010270 中的 TPS628437 原理图。
图 2-11 TPS628437 原理图TPS628437 输出电压由 VSET 引脚和 GND 之间连接的单个外部电阻器来设置。内部的电阻数字转换会在启动延迟时间内检测外部电阻器 Rset，以设置正确的输出电压。TI 建议使用具有 1% 精度的电阻器。根据 TPS62843 1.8V 至 5.5V、600mA、275nA IQ、小型降压转换器 数据表，当将 VSET 引脚接地时，输出电压设置为 1.8V。
TPS628437 在整个建议的工作范围内针对微型 1μH 电感器进行了优化，可用于实现超小的芯片和超小的设计尺寸。此器件采用 1.5MHz 的典型开关频率，可在低至 100μA 负载电流及以下的轻负载条件下提供高效率。
对于输入电容器，数据表中建议使用 4.7μF 电容器来减少输入电压纹波。建议输出电容器位于 4μF 至 25μF 的范围内。总输出电容必须保持在数据表中推荐的范围内才能正常运行。较大的电容器可以降低输出电压纹波并改善负载瞬态响应。该参考设计中为该系统选择了 C25 (4.7μF)、C26 (22μF) 和 L7 (1μH)。
TI 为客户提供了在线 WEBENCH® 仿真以简化电源设计。另请参阅 TPS62843 米6体育平台手机版_好二三四页面。