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[讨论] 所有电压轨都需要使用低静态电流吗?答案在这里!

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发表于 2019-8-23 11:17 | 显示全部楼层 |阅读模式

     几乎所有超低功耗系统的设计师都非常关心电池的使用寿命。健身追踪器的电池需要多长时间充电一次? 而对于一次性电池系统而言,技术人员需要隔多久维护一次智能电表或更换电池? 显然,设计的目标是尽可能延长电池续航时间。对于健身追踪器来说,电池能够续航一周是比较理想的,而智能电表可以使用20年甚至更长的时间。为实现这一续航时间,在设计各个子系统时需要考虑哪些因素呢?

     许多系统往往启用一到两个电压轨,它们为系统微控制器(MCU)、关键传感器或通信总线供电。这些常开式电压轨必须保持很高的效率才能延长电池续航时间。优化设计的子系统能够将每个常开式子系统消耗的电流降到最低——总电流通常低于10µA,甚至是1µA。要实现超低功耗,需要对这些子系统都进行优化。电压轨的电流消耗很低意味着电源静态电流(IQ)超低, 例如60 nA IQTPS62840。

360截图20190823111133026.jpg

     也许觉得,在运行时将每个电源的电流消耗降至最低是最重要的。降低IQ可以提高效率,那么降低电池的功耗也就能够延长电池的续航时间。但是,效率是否能够一直显著提高呢?对在相对较高的负载电流下运行的系统(如:显示器和某些传感器)而言,答案显然是否定的;输出功率远远超过电流消耗IQ。例如,如果健身跟踪器的显示器在5 mA(总功率60毫瓦)下的分电压为12 V, 那么3.6 V电池(总功率0.36 mW)下的的100µA IQ分电流是微不足道的。

      对于这些类型的子系统而言更重要的是禁用时的功耗。为节省电量,超低功耗系统会在大部分时间关闭耗电的子系统。因此,关机电流对系统电池的寿命也非常重要。这种经常被称为漏电的电流可能非常大,因此必须加设一个负载开关来断开子系统的电源,进一步降低关机电流。TPS62748高效降压变换器可为这些系统提供负载开关和360 nA 超低静态电流IQ。

20190823110627.gif

       不使用负载开关时,如果装置与负载之间有连接路径,则必须同时考虑进入设备本身的漏电流和负载情况。这是使用升压转换器经常面临的一种情况,因此有时会加设特定电路来断开这些路径,如TPS61046升压转换器内的隔离开关。在其他情况下,这条路径经过特殊优化,可以允许旁路操作——在禁用设备中以低于50nA的停机电流消耗为负载供电。

      为特定子系统选择合适的设备类型—超低静态电流IQ或超低关机电流是非常重要的。这些细微差别在每个超低功耗系统从可穿戴设备到智能电表,再到医疗设备中都很普遍。所以在选择最佳解决方案前,需要谨慎考虑应用需求。

 

来源:EEWorld 模拟与混合信号板块,转载请附上链接


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 楼主| 发表于 2019-8-23 11:20 | 显示全部楼层
本帖最后由 qwqwqw2088 于 2019-8-23 11:22 编辑

来了解一下TPS62840的主要特性和优点[憧憬]


★更长的电池使用寿命和更高的轻载效率
较低的IQ消耗可为负载很轻(低于100µA)以及主要在待机/出厂模式(不切换)下工作的系统提供更长的电池寿命。TPS62840的低IQ可以在1-µA的负载下实现80%的效率,比业界同类器件高出30%。
★可选模式能够提高性能并降低总体成本
TPS62840的可选模式和停止功能能够改善噪声性能并减少信号失真。这些优势可帮助降低解决方案成本,因为设计人员无需使用更昂贵的精密信号链组件、传感器或无线电解决方案执行相同的功能即可达到系统要求。
模式引脚允许采用连续导通模式(亦称为强制脉宽调制模式)来改善纹波或噪声性能,减少敏感射频应用中对传输的影响。
停止引脚可关闭所有开关以减少EMI或纹波,并最大限度地减少传递到精密信号链、测量、传感器或无线连接组件的失真。
★更小的解决方案尺寸
工程师可以利用新型开关稳压器将其电池数量减少一半,或者在其设计中使用更小的电池。例如,设计人员使用四节AAA电池来代替四节AA电池,可节省16,980 mm³的空间。
★灵活的VIN扩宽了应用范围
TPS62840的输入电压范围较广,为1.8 VIN-6.5 VIN,可接受多种化学电池和配置,例如串联的两节锂-二氧化锰(2s-LiMnO2)电池、单节锂亚硫酰氯(1xLiSOCL2)电池、四节和两节碱性电池和锂聚合物电池(Li-Po)。
了解详情请点击

60nA IQ、QFN 封装、高效 750mA 降压转换器评估模块(双电路)

TPS62840 1.8-V to 6.5-V, 750-mA, 60-nA IQ Step-Down Converter 数据表  

适用于保护继电器处理器模块的高效电源架构参考设计



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纯净的硅(初级)

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发表于 2019-8-23 16:47 | 显示全部楼层

这款芯片不错啊,看介绍,尺寸小,耗能少,还支持宽电压输入,看着不错。



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