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在不影响系统机能的情况下延长电池寿命的 3 种低 IQ 技能_电池_德州仪器

萌界大人物 2024-12-27 11:21:30 0

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更大程度降落静态电流 (IQ) 是降落功耗进而延长电池寿命的优先选择。
器件的 IQ 是电池处于待机模式或者轻负载运行时流出的电流或花费的电量。
IQ 能大幅影响器件的能效。
在电池供电型运用中,要想在无负载或轻负载运行时实现高能效,就须要履行电源管理办理方案,在坚持超低供电电流的同时,严格掌握输出。

如今的很多设计仅须要几纳安的 IQ,这个功能惠及很多须要永劫光待机运行的运用,大到电动汽车 (EV),小到电动工具和各种耳机。
由于这类系统超过 99% 的韶光都处于待机模式,因此,待机或就寝模式下的 IQ 是电池寿命的限定成分。

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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,有助于降落能耗,延长电池寿命。

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(图片来自网络侵删)

下面是我们的三大低 IQ 技能,可在不影响系统性能的情形下,延长电池寿命和货架期。

支持设计低功耗、常开型电源

超低泄电工艺技能和新型掌握拓扑,可延长电池运行韶光。
在系统进入待机模式时实现超低 IQ 可以延长电池运行韶光。

在图 1 中,德州仪器 TPS37-Q1 监控器在实行 EV 电池监控时,IQ 为范例值 1µA,同时支持最高 65V 的电源电压,而电源空间和相应韶光均未受到影响。

图 1:借助德州仪器 TPS37-Q1 直接实行 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 IQ 为 10nA 的 德州仪器 BQ25155,可帮助确保电池在货架上放置几个月,乃至几年,电量也不会耗尽。
低功耗稳压器,例如具有超低 IQ (25nA) 的德州仪器 TPS7A02,在运输模式下 IQ 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。

实现快速相应

快速唤醒比较器和零 IQ 反馈掌握可在不影响低功耗性能的情形下实现快速动态相应。
智能偏置方案能够在检测到缺点时,瞬时提升比较器的电压,无需花费更多的 IQ 即可提高相应速率。
例如,在图 2 中,IQ 范例值为 275nA 的德州仪器 TPS62843 降压开关稳压器,其相应韶光 × IQ/ILOAD 的值比前几代产品提升了三倍以上。
此外,德州仪器 TPS37-Q1 的相应韶光和检测韶光也是业内超短(范例值 8µs),比竞品快两到十倍。

图 2:德州仪器TPS62843 的负载瞬态数据是 1.2VOUT、IOUT_MIN = 0A、IOUT_MAX = 300mA

缩小形状尺寸

电阻器和电容器的面积缩减技能,有助于集成到空间受限的运用中,同时不影响静态功率。
不才一代纳瓦级器件中,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须要,而且形状尺寸更小,例如德州仪器 TPS7A02 便采取 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 IQ 大小。
德州仪器BQ25125 是采取 2.5 mm x 2.5 mm Wafer Chip-Scale Package 的电池充电器管理 IC,通过 I2C 集成并能灵巧掌握多个低 IQ 功能。
设计职员因此能用全体电源管理系统为多个低功耗运用供电。

结语

电池供电型运用现已随处可见,越来越多的人哀求在不影响系统性能的同时降落 IQ,这是一项艰巨的任务。
但也不必气馁。
借助德州仪器基于超低 IQ 开拓的产品组合,无需费心权衡性能和本钱,即可不才一代电池供电型设计中实现超低功耗,更大限度地延长电池运行韶光和货架期。

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