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超低静态电流电源管理,没有最低,只有更低

时间:2019-09-23 作者:邵乐峰 阅读:
随着人们对更小型、更智慧及更多互联设备的愈发依赖,电源的需求增长速度比以往更为快速。而为了顺应电子设备微型化的趋势,我们需要更长的电池使用寿命,为满足该需求,就需要更低的静态电流(IQ)。

“低IQ在延长电池寿命与储存时间、实现更多功能、延长系统使用寿命,以及降低系统成本方面发挥着关键作用。”德州仪器电池管理系统产品线经理王世斌以TI最新推出的数款电源产品,阐述了驱动低IQ需求的两大因素:一是使用电池运行的电源系统需要低待机功耗以延长电池寿命,并提供更好的用户体验;二是非携带式电子设备需要更精确的产品服务结束周期侦测(end-of-service detection)和更大的待机电源效率。ps0EETC-电子工程专辑

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德州仪器电池管理系统产品线经理王世斌  ps0EETC-电子工程专辑

  • 超低功率低压降线性稳压器TPS7A02

TPS7A02的静态电流大概是25nA,比前一代耗能降低约40倍,如果在无线可视门铃和监视器的设计中使用 TPS7A02,工程师可实现24个月或更长的电池寿命(高达业界标准的四倍)。此外,与行业内同类器件相比,具备3nA更低关机IQ的TPS7A02可将便携式医疗和可穿戴应用中的电池储存时间延长多达五倍。ps0EETC-电子工程专辑

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对于1到50mA的负载瞬态,TPS7A02能够在5us内响应,仅为行业内同类器件瞬态响应时间的一半,可支持工程师设计响应时间更短、动态性能更好的应用。TPS7A02能快速响应迅速变化的负载,同时提供更小的输出电压变化,有利于高精密度、低功耗的应用,如无线物联网(IoT)和便携式医疗装置,这些应用需要无噪音电流才能准确采集装置周围的信号。ps0EETC-电子工程专辑

TPS7A02无需任何外部电路或零组件即可自动从IQ节能模式、低负载状态,转换为高负载、快速瞬态状态。因此,工程师可以使用TPS7A02将解决方案尺寸缩小70%,并在空间受限的应用中添加更多功能,或使用更小的电路板降低系统成本。ps0EETC-电子工程专辑

  • 超低功率开关稳压器TPS62840

TPS62840工作静态电流(IQ)可达到60nA,仅为业界类似器件的1/3,可在1µA负载下提供80%的极高轻载效率,比业界同类器件高出30%,从而使设计人员能够延长其系统的电池使用寿命,或使用更少或更小的电池来缩小其整体电源解决方案尺寸并降低成本。此外,新型DC/DC转换器的输入电压(VIN)范围较宽,为1.8V至6.5V,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) 。ps0EETC-电子工程专辑

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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16,980mm3的空间,适用于窄带物联网、电网基础设施设备和可穿戴设备等应用,它们都需要更高的灵活性和精度,拓宽无线范围,并减少电磁干扰(EMI)。ps0EETC-电子工程专辑

前一代产品的静态电流是360nA,这一代是65nA。王世斌对此解释说,开关稳压器需要在开关键里不断更新上管和下管,所以静态电流一般比LDO较高,而且这款产品的风转更小,从以前的6毫米缩小到现在的3毫米。考虑到效率对DC/DC非常重要,所以TPS62840在1vA时效率可以达到80%,在更高负载(300Ma)时的情况下甚至可以超过90%甚至95%。ps0EETC-电子工程专辑

  • 专为高输入电压、高效监控器打造的TPS3840

TPS3840是专门为监控设备而设计的产品,具有宽输入范围、低功耗、高可靠性、可完全配置的优点,电网基础设施、楼宇自动化和电子销售终端机是其典型的应用场景。TPS3840的宽输入电压范围允许在不使用外部组件的情况下监控9V电压轨或电池,在使用外部电阻器的情况下监控24V电压轨。毫微级Iq可以在低功耗应用中延长电池寿命,并在使用外部电阻器时最大限度降低电流消耗。快速启动延迟允许在系统的其余部分上电之前检测电压故障,因此可以在危险的启动故障状况下实现最高的安全性。低上电复位电压(VPOR)可防止错误复位、过早启用或开启下一个器件,并能够在上电和断电期间正确控制晶体管。ps0EETC-电子工程专辑

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  • 新型开关电池充电器BQ25619

与通常支持高于60mA的截止电流的竞品相比,支持20mA截止电流的BQ25619可增加7%的电池容量,实现更长的运行时间。BQ25619可在运输节电模式下将电池泄漏降至6 uA,从而节省电池能量,使器件的使用寿命延长一倍。在仅电池操作期间,该器件仅消耗10 uA,以支持待机系统。ps0EETC-电子工程专辑

BQ25619充电器还提供三合一升压转换器集成和超快速充电,无需上一代充电器IC所需的外部电感,可在4.6V和0.5A输出时提供95%的效率。此外,凭借业界最低的静态电流,新型充电器可将即用型电子产品的使用寿命延长一倍。由于其集成的双向降压或升压拓扑结构,BQ25619的充电和放电功能仅需一台功率器件。ps0EETC-电子工程专辑

BQ25619充电器可帮助工程师更有效地设计小型医疗和个人电子应用,如助听器、耳塞和无线充电盒、IP网络摄像头、患者监护器件和个人护理应用。ps0EETC-电子工程专辑

本文为EET电子工程专辑 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
邵乐峰
ASPENCORE 中国区首席分析师。
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