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德州儀器推低IQ電源解決方案改善電池使用難題

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隨著物聯網的不斷發展,越來越多的電子設備趨于小型化、智能化設計,人們對電子設備的電池也有了更高的要求,希望設備能長時間待機,或者在減少充電次數的情況下能使用更長的時間。而幾乎所有的IoT設備都依賴于電池,如智能手表、醫療貼片以及電表等,這就需要電池能夠在各種條件下可靠、長時間工作,怎樣才能延長電池壽命呢?答案是更低的靜態電流(以下簡稱IQ)。

為什么需要低IQ

通俗來講,IQ是器件在不工作的情況下的電流,是影響系統待機功耗的最大因素。很多IoT設備都是在靜態的、不工作的、監控狀況下,功耗都是花在IQ上面,如果將IQ做的更小,降低充電次數,才可以延長電池壽命。低IQ在延長電池壽命與儲存時間、實現更多功能、延長系統使用壽命,以及降低系統成本方面發揮著關鍵作用。

德州儀器(TI)電池管理系統產品線經理王世斌先生向大家介紹全新一代TI電源產品
德州儀器電池管理系統產品線經理 王世斌

TI一直致力于電源產品的開發,在業界處于較為領先的地位,在延長電池壽命方面也一直潛心研發,此次帶來四款自耗電比較低的產品,幫助用戶改善電池使用難題,提升用戶體驗。

IQ只有25nA的LDO

這款全新的LDOTPS7A02,具有超低靜態電流,靜態電流只有25nA,相較于上一代產品耗能降低了大概40倍,同時對瞬態負載響應非常快,對于1至50mA的負載瞬態,能夠在5us以內響應,僅為對手產品響應時間的一半。此外,封裝也比以前小了70%,這些特性有助于延長系統壽命及性能,非常適用于電網基礎設施、樓宇自動化、醫療及便攜式電子設備等功耗敏感型應用。

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王世斌舉例稱,一般電表里面都有一次性的電池,它的體積比較小,而且化學比較穩定,由于功耗太高,需要經常更換電池,有了這款靜態電流LDO,就可以達到電池的自耗電比LDO更高的狀況,基本上在電池壽命周期里都不需要更換電池,大大節省了人力。

超低功率開關穩壓器

由于電池動態、靜態工作時間長短不同,當靜態時間大于動態時,可以使用LDO,而在一些需要電池持續運行的應用中,則需要這款新型DC/DC轉換器TPS62840。

這款超低功率開關穩壓器,其工作靜態電流僅為60nA,王世斌稱,這個靜態電流值是非常難達到的,需要在開關鍵里不斷更新更新上管和下管,所以靜態電流會比LDO高,但是相較于上一代產品降低了6倍,僅為業界類似器件的三分之一。較低的靜態電流消耗可為負載極輕以及主要在待機、出廠模式下工作的系統提供更長的電池壽命。TPS62840的低IQ可以在1-µA的負載下實現80%的效率,比業界同類器件高出30%。

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為改善噪聲性能并減少信號失真,在設計該芯片時,做了兩種可選模式和停止功能。此外,新型DC/DC轉換器的輸入電壓(VIN)范圍較寬,為1.8 V至6.5 V,能夠支持各種化學電池和配置。工程師可以利用新型開關穩壓器將其電池數量減少一半,或者在其設計中使用更小的電池。

得益于這些特性及其可選擇的功能,TPS62840非常適用于由電池供電且持續運行的工業和個人電子產品應用中,如窄帶物聯網、電網基礎設施設備和穿戴設備等,它們都需要更高的靈活性和精度,拓寬無線范圍,并減少電磁干擾(EMI)。

適用于納米級供電設計的監控器IC

TI為延長電池使用壽命還推出了監控器解決方案。TPS3840是適用于納米級供電設計的一系列高輸入電壓、高效監控器。

王世斌稱,監控器99.99%的時間都是在睡眠狀態,只需要非常低的自耗電,但是因為在監控過程中,內置的比較器會對過電和低壓做一個保護,會對系統做復位,自耗電系統又是必須的,因此自耗電只能越低越好。

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TPS3840擁有350nA靜態電流,在大部分場景中,耗電非常低,幫助工程師在自供電系統中更大限度地降低功耗,同時可以提供高精度的電壓監控,大大提高整體系統可靠性。此外,TPS3840具備寬輸入范圍,可在多種應用中實現高電壓軌或多電池供電操作,可用作比較器或菊花鏈式通用供電監控器,或作為定序器。

得益于以上的特性,TPS3840非常適用于要求納米級功耗與高精確度的最佳組合的應用,如電網基礎設施、樓宇自動化、電子銷售終端(EPOS)及便攜式電子設備等。

新型電池充電器讓你的電池充滿電

在電池的設計中,都希望可以在同樣的待機時間中,把電池做得更小,為避免電池出現充不飽和的現象,需要匹配更低的截至電流,TI推出了一款支持20mA截止電流的新型開關電池充電器ICBQ25619。

相比于支持高于60mA截止電流的產品相比,TI的BQ25619可增加7%的電池容量,實現更長的運行時間。BQ25619充電器還提供三合一升壓轉換器集成和超快速充電,在4.6V和0.5A輸出時提供95%的效率。此外,憑借業界更低的靜態電流,新型充電器可將即用型電子產品的使用壽命延長一倍。

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BQ25619充電器可幫助工程師更有效地設計小型醫療和個人電子應用,如助聽器、耳塞和無線充電盒、IP網絡攝像頭、患者監護器件和個人護理應用。

王世斌稱,除了開關電源的充電器,TI也有相對應的線性充電器產品DQ25150,主要應用在小型電池如耳機中的電池中,整合了LDO和ADC做數據采樣,擁有超低IddQ,可在運輸模式(ship mode)及系統供電時延長電池壽命,具備業界領先的快速和冷卻充電性能。

 

2019年10月7日 13:29
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