怎么在不影响系统性能的情况下延长电池寿命呢？？

okhxyyo · 发表于2023-12-21 10:10

怎么在不影响系统性能的情况下延长电池寿命呢？？ [复制链接]

小伙伴们好呀~~一起来聊一聊在不影响系统性能的情况下有什么好方法能延长电池寿命的吗？

下面这篇文章是我今早上刚看到的TI分享，文中讲到了在不影响系统性能的情况下延长电池寿命的三种方法。感兴趣的小伙伴们可以一看，还有啥其他好方法也欢迎跟帖来说哦~~

原文：https://news.eeworld.com.cn/dygl/ic657415.html

以下是摘取的部分内容：

随着电池供电型应用的激增，人们对质优价廉的电池和电池包的需求持续猛涨。电池制造商们不断采用新的化学物质，推出更小的尺寸，新的、复杂的限制和要求也随之产生，但是对电池基本功能的要求未曾改变，即：在不影响系统性能的前提下，延长运行时间和货架期。

更大程度降低静态电流 (I_Q) 是降低功耗进而延长电池寿命的优先选择。器件的 I_Q 是电池处于待机模式或者轻负载运行时流出的电流或消耗的电量。I_Q 能大幅影响器件的能效。在电池供电型应用中，要想在无负载或轻负载运行时实现高能效，就需要实施电源管理解决方案，在维持超低供电电流的同时，严格控制输出。

如今的很多设计仅需要几纳安的 I_Q，这个功能惠及很多需要长时间待机运行的应用，大到电动汽车 (EV)，小到电动工具和各类耳机。由于这类系统超过 99% 的时间都处于待机模式，因此，待机或睡眠模式下的 I_Q 是电池寿命的限制因素。

优化直流/直流转换器、低压降稳压器 (LDO)、电源开关、电压基准和监控器等电源管理构块以及电源管理器件，有助于降低能耗，延长电池寿命。

下面是我们的三大低 I_Q 技术，可在不影响系统性能的情况下，延长电池寿命和货架期。

支持设计低功耗、常开型电源

超低漏电工艺技术和新型控制拓扑，可延长电池运行时间。在系统进入待机模式时实现超低 I_Q 可以延长电池运行时间。

在图 1 中，德州仪器 TPS37-Q1 监控器在执行 EV 电池监控时，I_Q 为典型值 1µA，同时支持最高 65V 的电源电压，而电源空间和响应时间均未受到影响。

图 1：借助德州仪器 TPS37-Q1 直接执行 12V/48V 非电池电源电压监控

电池充电器集成电路 (IC)，例如芯片模式下 I_Q 为 10nA 的德州仪器 BQ25155，可帮助确保电池在货架上放置几个月，甚至几年，电量也不会耗尽。低功耗稳压器，例如具有超低 I_Q (25nA) 的德州仪器 TPS7A02，在运输模式下 I_Q 仅为 3nA，有助于大幅延长电池在正常和低压降运行模式下的寿命。

实现快速响应

快速唤醒比较器和零 I_Q 反馈控制可在不影响低功耗性能的情况下实现快速动态响应。智能偏置方案能够在检测到错误时，瞬时提升比较器的电压，无需消耗更多的 I_Q 即可提高响应速度。例如，在图 2 中，I_Q 典型值为 275nA 的德州仪器 TPS62843 降压开关稳压器，其响应时间 × I_Q/I_LOAD 的值比前几代产品提升了三倍以上。此外，德州仪器 TPS37-Q1 的响应时间和检测时间也是业内超短（典型值 8µs），比竞品快两到十倍。

图 2：德州仪器TPS62843 的负载瞬态数据是 1.2V_OUT、I_{OUT_MIN} = 0A、I_{OUT_MAX}= 300mA

缩小外形尺寸

电阻器和电容器的面积缩减技术，有助于集成到空间受限的应用中，同时不影响静态功率。在下一代纳瓦级器件中，大部分的外部上拉或下拉电阻器和外部电阻分压器网络都不再需要，而且外形尺寸更小，例如德州仪器 TPS7A02 便采用 640µm x 64µm Chip-Scale Package。

节省电路板面积的另一个方法是将更多功能集成到单个裸片上。这种集成使各个模块（如监控器、基准系统、低压降稳压器、电池充电器和直流/直流转换器）能够共享通用的构建块，同时减小总 I_Q 大小。德州仪器BQ25125 是采用 2.5 mm x 2.5 mm Wafer Chip-Scale Package 的电池充电器管理 IC，通过 I²C 集成并能灵活控制多个低 I_Q 功能。设计人员因此能用整个电源管理系统为多个低功耗应用供电。