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瑞彩祥云

作者:時間:2019-08-23來源:電子産品世界收藏

所有超低功耗系统的設計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,設計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,在設計各个子系统时需要考虑哪些因素呢?

本文引用地址:/article/201908/404061.htm

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許多系統往往啓用一到兩個,它們爲系統微控制器(MCU)、關鍵傳感器或通信總線供電。這些常開式必须保持很高的效率才能延长电池续航时间。优化設計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10?A,甚至是1?A。正如如我在技术文章中所说, 要实现超低功耗,需要对这些子系统都进行优化。的电流消耗很低意味着電源静态电流(IQ)超低, 例如60 nA IQTPS62840。

您也许觉得,在运行时将每个電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:显示器和某些傳感器)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100?A 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關閉耗电的子系统。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電源,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IQ。

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。这是使用升压轉換器经常面临的一种情况,因此有时会加设特定電路来断开这些路径,如TPS61046升压轉換器内的隔离开关。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。

爲特定子系統選擇合適的設備類型—超IQ或超低關機電流是非常重要的。這些細微差別在每個超低功耗系統從可穿戴設備到智能電表,再到醫療設備中都很普遍。所以在選擇最佳解決方案前,需要謹慎考慮應用需求。



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