为减轻电池负担,TI推出多款具有低静态电流特性的电源芯片

发布时间:2019年10月09日 15:10    发布者:eechina
关键词: 静态电流 , 电池寿命 , LDO , DC-DC , 电压监控
如今,物联网设备的种类和数量越来越多。对于这些物联网设备,尤其是工业物联网设备,充电或更换电池都是件耗费成本的琐事。如何能够做到不充电、少充电或者使用更小的电池,工程师们可谓绞尽了脑汁。

事实上,电子系统很少有不需要电池的情形。能量采集在阴暗且无振动的环境下无法实现。多数情况下我们只能考虑如何降低设备的耗电水平以延长电池的寿命。由于很多物联网设备在大部分时间处于休眠状态,降低器件的静态电流就显得格外重要。最近,德州仪器(TI)电池管理系统产品线经理王世斌先生为我们介绍了TI新近推出的四款电源产品,它们都具有低静态电流特性,它们在不同应用场景下显示出了独特的优势。

第一款产品是低压降线性稳压器(LDO) TPS7A02。该产品的IQ低至25nA,仅为超小型竞品的十分之一。它以DSBGA形式封装,尺寸仅 0.65 mm x 0.65 mm,可将方案尺寸缩小70%。对于1至50 mA 的负载瞬态,TPS7A02能够在5μs以内响应,仅为竞品器件瞬态响应时间的一半。

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该产品的典型应用场景为耗电量不大,大部分时间不工作,但需要常年值班的设备,如电表等表计。在TPS7A02的帮助下,系统的耗电量甚至可以低于电池的自放电水平,使得更换电池的频率降至最低。也就是说,您不仅可以使用成本更低的一次性电池,更可以使用寿命最长的纽扣电池,甚至在长达10年的期间内省去了更换电池的烦恼。

第二款产品是开关稳压器TPS62840,其静态电流低至60nA。该产品具有较高的转换效率,在 1-μA 负载下可提供80% 的超高轻负载效率,较同类型器件高出30%,。它具有可选模式和停止功能,能够改善噪声性能并在数据传输过程中减少信号失真。TPS62840的输入电压范围比较宽泛(1.8 VIN – 6.5 VIN ),适用于多种电池化学应用和配置。

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相较于前面提到的LDO TPS7A02,TPS62840适合于常开 (always-on)的、耗电量更高些的应用,如智能电网中的电表和楼宇自动化中的安防摄像头。采用TPS62840,工程师可以减少一半的电池使用数量,或者在设计中使用更小的电池。

TI提供了一款采用锂二氧化锰(LiMnO2) 电池且适用物联网相关应用的窄频无线模块供电的参考设计,支持采用LiMnO2电池的智能流量表等三种不同的电源架构。该参考设计的链接是http://www.ti.com.cn/tool/cn/TIDA-010053

第三款产品是高输入电压、高效监控器TPS3840,其静态电流低至350 nA。该产品的特点包括输入电压范围宽泛(VIN 1.5 V 至 10 V),可在多种应用中实现高电压轨或多电池供电操作;精度高,典型值达到1%,能够提高整体系统的可靠性。

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据王世斌先生介绍,TPS3840的一个典型应用是EPOS终端销售机,用作复位芯片。当用户刷卡或者刷二维码的时候,设备会与中央系统联络以认证终端客户的身份。如果系统出现异常,交易便会取消,这时复位芯片的作用便非常重要:实施复位并取消交易,使金融交易在比较稳定的环境里进行。

第四款产品是开关充电器BQ25619,在运输模式(ship mode)下可将电池漏电从20μA减少到6μA,极大延长设备的待机时间。王世斌先生介绍说,过去的电子产品通常使用胶贴来隔离电池,使得经过长期的存储和运输后电池电量仍然可用,而现在则采用所谓电子隔离的方式,即运输模式,让电子产品数月后到达用户手中时仍可正常启动。

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BQ25619的另一个优点是,它具有业界更低的20mA截止电流,这意味着用它给小容量电池充电时,电池可以充得更饱满,电池容量可以提高7%,从而延长了电池的使用寿命。此外,BQ25619是一个三合一产品,具有充电、升压和电压保护等功能,能以95%的高效率提供超快速充电。

由于具备低截止电流特性,BQ25619的典型应用包括使用小型电池的医疗和个人电子产品,如助听器、耳塞和无线充电盒,可大幅延长电池寿命,并减少使用时的充电次数。

总之,上述四款产品都具有低静态电流特性,在不同场景尽可能地减轻电池负担、延长电池寿命,让我们能够使用更低成本的一次性电池,或更小的可充电电池,或减少充电的次数,把系统成本和使用成本降到最低。


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