物聯(lián)網(wǎng)技術怎樣解決電池壽命問題

從智能家居、可穿戴設備和樓宇自動化等新興應用領域來看，由電池供電的無線應用是物聯(lián)網(wǎng)（IoT）內(nèi)增長最快的細分市場之一。這趨勢由消除所有線束連接的需求推動，無論是聯(lián)接還是供電，線束往往限制了它們的采用。例如，用于農(nóng)業(yè)和工業(yè)、智能城市和可穿戴等的遙感，如果經(jīng)有線或墻上插座供電，沒有電池的靈活性和易用性，就不可能實現(xiàn)。

一個明顯的缺點是需要頻繁更換電池，這是不切實際、昂貴和不方便的。為解決這個問題，大多數(shù)制造商的目標是將他們設備的電池使用壽命延長到10年。甚至還有人探索用能量采集方案來替代能源的方法。

實現(xiàn)10年電池使用壽命的一個常見技術是利用IoT設備大部分時間未使用的事實，只需要支持小數(shù)據(jù)有效載荷很少頻率的無線電傳輸。在大多數(shù)情況下，傳感器測量也很少。農(nóng)業(yè)傳感器節(jié)點是個例子，它需要少量傳感器測量，如每天的溫度和濕度，然后每天向網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)。就電池使用壽命而言，這是很重要的，因為電池的大部分電能是在使用藍牙低功耗、Wi-Fi或Sub-Ghz傳輸或接收數(shù)據(jù)時產(chǎn)生的，這取決于所使用的傳感器類型。當IoT節(jié)點沒有發(fā)射或傳感時，它將大多處于空閑或低功耗模式，僅需電池提供極低功率。在大多數(shù)用例中，設備處于有源模式的時間百分比（稱為占空比）很容易小于1%，這意味著在其余99%的情況下，它處于低功耗模式。因此，這些耗電任務的頻率不高，可以顯著降低功耗，并有助于延長電池使用壽命。

這說明系統(tǒng)將運行在兩種不同的模式：

有源模式： 數(shù)據(jù)傳輸和高功率傳感

低功耗模式： 系統(tǒng)處于閑置模式或低功耗傳感

電池電流方面，有源模式需要約幾十毫安（mA），而低功耗模式只需要微安培（μA），相當于有源模式的1/1000到1/10，000。

傳統(tǒng)的高能效方案如開關，不一定提供對這類應用的最佳功率調節(jié)。而電池使用壽命可通過低功耗模式的靜態(tài)電流來優(yōu)化，因為這是系統(tǒng)大部分運行時間所耗。

我們的雙模低壓降穩(wěn)壓器（LDO） NCP171，具有極佳的50 nA靜態(tài)電流，設計用于這種低占空比IoT系統(tǒng)。NCP171具有創(chuàng)新的雙模結構，為兩種不同的工作模式-有源和低功耗-提供最佳性能。這意味著有源模式下非常低的噪聲、快速調節(jié)，以確?？煽康臄?shù)據(jù)傳輸和關鍵的傳感，同時提供低功耗模式下的超低Iq以延長電池使用壽命。這兩種LDO模式可通過切換專用ECO引腳來選擇。

在有源模式下，NCP171提供達80 mA的負載電流，具有可靠的射頻傳輸所需的出色的噪聲和動態(tài)性能，以及精確傳感所需的極低噪聲性能。在低功耗模式下，NCP171在5 mA負載下的靜止電流極低，僅為50 nA，從而使電池使用壽命顯著增加。

NCP171還可在切換到低功耗模式時內(nèi)置電壓偏移，以進一步降低系統(tǒng)功耗，從50 mV到200 mV不等。

來源：中國電子網(wǎng)