如何為耗電設(shè)備的電源選擇合適的拓?fù)?/h1>

時(shí)間：2021-12-23 11:36:52

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1.前言

任何物聯(lián)網(wǎng)（IOT）設(shè)備的成功取決于其易用性。主要在于，易用性意味著易于連接和控制設(shè)備。但它也是指聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的維護(hù)不足。由于電池需要更換，多久將其關(guān)斷一次？

一些工程師考慮使用LDO，因其成本低。在大多數(shù)情況下，LDO的集成電路（IC）成本低于降壓（降壓）或升壓（升壓）轉(zhuǎn)換器的IC成本。但線性電路的效率可以縮短電池壽命。

對(duì)于特定的電源設(shè)計(jì)，可能有多種可行的解決方案。在下面的示例中，我們將介紹多種選擇，例如單芯片電源與多電壓軌集成電路(IC)。我們將評(píng)估成本和性能取舍。探討低壓差(LDO)穩(wěn)壓器與開關(guān)穩(wěn)壓器（一般稱為降壓或升壓穩(wěn)壓器）之間的權(quán)衡考量。還將介紹混合方法（即LDO穩(wěn)壓器和降壓穩(wěn)壓器的混合與匹配），包括電壓輸入至輸出控制(VIOC)穩(wěn)壓器解決方案。在電源設(shè)計(jì)中，成本和性能要求并存，所以設(shè)計(jì)人員必須仔細(xì)考慮邏輯電平和對(duì)干凈電源的要求。在公差和噪聲方面，通過設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)可靠性并提供適當(dāng)裕量，也可以避免生產(chǎn)問題。設(shè)計(jì)人員需要了解與電源設(shè)計(jì)相關(guān)的權(quán)衡考量：哪些可實(shí)現(xiàn)？哪些可接受？如果設(shè)計(jì)達(dá)不到要求的性能，那么設(shè)計(jì)人員必須重新審視選項(xiàng)和成本，以滿足規(guī)格要求

當(dāng)存在如此多的電源管理集成電路 (IC) 時(shí)，很難為無線設(shè)計(jì)選擇電源拓?fù)??？赡芎茈y說從哪里開始，所以我總是從選擇基礎(chǔ)開始。設(shè)計(jì)和板載設(shè)備的應(yīng)用將決定運(yùn)行所需的不同電壓軌。

考慮使用智能鎖或供暖、通風(fēng)和空調(diào) (HVAC) 風(fēng)門控制系統(tǒng)。該控制系統(tǒng)通常由一個(gè)比電路板其他部分更高電壓的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器組成。低電壓軌為 MCU、無線電和其他傳感組件供電。

2.合適的電源選擇

電源管理 IC 將使創(chuàng)建不同的電壓軌更容易。在智能阻尼器系統(tǒng)中，我們有兩種方法可以創(chuàng)建兩個(gè)不同的電壓軌。第一種選擇是用電池創(chuàng)建 3V 電壓軌，然后將電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的電壓升至 6V。第二種選擇是讓電池為電機(jī)驅(qū)動(dòng)器提供 6V 電壓，然后將系統(tǒng)其余部分的電壓降低到 3V。

設(shè)計(jì)的下一步是選擇電源拓?fù)?。三種主要的電源拓?fù)淇捎糜谥悄茏枘崞鲬?yīng)用：低壓差 (LDO) 穩(wěn)壓器、降壓轉(zhuǎn)換器（也稱為降壓）和升壓（見圖 1）。LDO 和降壓實(shí)現(xiàn)不依賴于事件，這意味著無論一天中發(fā)生多少阻尼百葉窗運(yùn)動(dòng)，這兩種拓?fù)涠际褂孟嗤哪芰俊DO 和降壓將降低電壓以產(chǎn)生較低電壓的電源軌來運(yùn)行微控制器 (MCU)，而較高電壓的組件會(huì)消耗較高的電池電壓。升壓取決于事件，因?yàn)槊總€(gè)阻尼器調(diào)整事件都必須將電壓從 3V 升至 6V，以用于電機(jī)和發(fā)光二極管 (LED) 操作。

圖 1：電源拓?fù)?/b>