延長物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的電池壽命

隨著世界不斷發(fā)展以保持萬物互聯(lián)，無線傳感器在物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 市場中變得越來越流行。物聯(lián)網(wǎng)存在多種定義，但其中一種只是簡單地將其定義為通過使用遠程傳感器測量環(huán)境來與我們的周圍環(huán)境保持同步。

大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序以突發(fā)模式運行，系統(tǒng)大部分時間都處于休眠狀態(tài)。由于這種占空比系統(tǒng)行為，睡眠電流在確定系統(tǒng)如何節(jié)省電池電量和延長設(shè)備壽命方面變得極為重要。近年來，技術(shù)改進已導致系統(tǒng)睡眠電流大幅降低至僅幾十納安，但還有更大的潛力將系統(tǒng)功率驅(qū)動得更低。

低功耗系統(tǒng)定時器對占空比或電池供電的應(yīng)用程序尤其有益，例如物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用程序中的應(yīng)用程序。這就是 TI 推出TPL5110和TPL5010低功耗系統(tǒng)定時器的原因。通常在此類系統(tǒng)中，微控制器的內(nèi)部定時器用于系統(tǒng)的占空比;然而，即使在低功耗或睡眠模式下，微控制器 (MCU) 仍然可以使用幾微安。

TPL5110納米定時器是一種低功耗定時器，帶有集成MOSFET驅(qū)動器，設(shè)計用于占空比或電池供電應(yīng)用中的功率選通。TPL5110僅消耗35毫安，可啟用電源線，并在睡眠期間大幅降低整個系統(tǒng)的待機電流。這樣的節(jié)能使能量收集或無線傳感器應(yīng)用能夠使用更小的電池。TPL5110提供從100 ms到7200 s的可選定時間隔，專為功率選通應(yīng)用而設(shè)計。此外，TPL5110具有獨特的一次觸發(fā)功能，定時器僅為MOSFET供電一個周期。TPL5110采用6引腳SOT23封裝。

●特性：

■電源電壓范圍為1.8V至5.5V

■電壓為2.5V時，電流消耗為35nA(典型值)

■可選計時間隔：100ms至7200s

■計時器精度：1%(典型值)

■可通過電阻選擇時間間隔

■手動為MOSFET上電

■單次觸發(fā)功能

僅消耗 35 nA 電流的新定時器可以周期性地中斷系統(tǒng)，從而大幅降低睡眠期間的整體系統(tǒng)待機電流。這種省電方式可以使用更小的電池，使其適用于能量收集或無線傳感器應(yīng)用。定時器提供從 100 ms 到 7200 s 的可選定時間隔，專為占空比應(yīng)用而設(shè)計。

TPL5010通過在每個可編程延遲周期內(nèi)向 MCU 發(fā)送喚醒信號來運行。當 MCU 與TPL5010一起工作時，它可以通過關(guān)閉其內(nèi)部定時器在更低功耗的睡眠模式下運行。此外，集成的看門狗功能不斷檢查系統(tǒng)的MCU，確保了高可靠性。(有關(guān)此看門狗功能的更多信息，請查看數(shù)據(jù)表。)

另一方面，TPL5110通過驅(qū)動外部金屬氧化物半導體場效應(yīng)晶體管 (MOSFET) 對系統(tǒng)電源進行電源門控，從而實現(xiàn)更大的節(jié)能。除了這種正常的占空比定時功能外，TPL5110還可以在“單次”模式下運行。在單次模式下，定時器可以驅(qū)動 MOSFET 一個周期。再加上手動復(fù)位功能，這兩個特性使TPL5110成為小型低成本解決方案，非常適合任何簡單的加電應(yīng)用，無需 MCU。

讓我們看一個簡短的應(yīng)用示例。

在使用濕度和溫度傳感器監(jiān)測環(huán)境的應(yīng)用中，通常每分鐘進行一次測量。這意味著占空比將在大約 1 秒內(nèi)處于活動狀態(tài)，并在關(guān)閉或休眠模式下保持 59 秒?，F(xiàn)在正常情況下，MCU可以控制系統(tǒng)時序;但是如果單片機的休眠電流為120 μA，系統(tǒng)就會燒掉多余的電流。使用TPL5110，我們在關(guān)閉模式下的工作電流僅為 35 nA，幾乎降低了 3,500 倍。