如何讓一次性電池供電應(yīng)用實(shí)現(xiàn)10年以上壽命?選擇一顆更低靜態(tài)電流( IQ)的降壓/升壓轉(zhuǎn)換器
實(shí)現(xiàn)低IQ的難點(diǎn):多重因素牽制
據(jù)德州儀器升壓和升降壓產(chǎn)品線(xiàn)產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理鄒鵬分享,實(shí)現(xiàn)低IQ的諸多因素會(huì)相互牽制。首先要實(shí)現(xiàn)低IQ,那么電路會(huì)變得更為復(fù)雜;特別是對(duì)于DC/DC器件而言,快速響應(yīng)時(shí)間是很重要的指標(biāo),相應(yīng)的速度與功耗的消耗成正比,這個(gè)時(shí)候就需要更多的電路去彌補(bǔ)功耗反饋。電路復(fù)雜、器件變多,漏電流就會(huì)增多,而且復(fù)雜的電路又會(huì)與更小外形尺寸的設(shè)計(jì)目標(biāo)相背。要在待機(jī)模式下實(shí)現(xiàn)高電池效率,需要電源管理電路實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的功率輸出管理同時(shí)保持低功耗。低功耗工業(yè)應(yīng)用中的電池壽命延長(zhǎng)多達(dá)20%
TPS61094是一個(gè)典型的Buck-Boost器件,60nA的超低靜態(tài)電流(IQ)僅為同類(lèi)競(jìng)品升三分之一,將超級(jí)電容的充放電管理電路與業(yè)內(nèi)超低的IQ功耗相結(jié)合,是TPS61094的主要特點(diǎn),這一電路設(shè)計(jì)方案可以很好的支持低功耗電池供電工業(yè)應(yīng)用的成本、性能和功耗優(yōu)化。以下圖的智能電表這一應(yīng)用案例來(lái)看,傳統(tǒng)的方案是混合層電容器 (HLC) 方案,而采用TPS61094搭配超級(jí)電容的優(yōu)化方案使其電池壽命延長(zhǎng)多達(dá)20%,成本降低60%,運(yùn)行時(shí)間提高2%。具體可以參考應(yīng)用手冊(cè)。此外,TPS61094還具備其它競(jìng)品兩倍的2A電感峰值電流,支持瞬態(tài)的無(wú)線(xiàn)通信功能(例如NB-IoT的峰值電流高達(dá)500mA)。TPS61094內(nèi)部超級(jí)電容的管理電路的內(nèi)部集成,相比分離方案帶來(lái)了50%的整體方案元器件數(shù)量減少,從而幫助客戶(hù)降低了整體方案面積。
為汽車(chē)級(jí)電源芯片實(shí)現(xiàn)更低IQ表現(xiàn)
除了TPSTPS61094之外,TI在此次發(fā)布會(huì)上還推出了LMR43620(商業(yè)級(jí))和LM43620-Q1(汽車(chē)級(jí)),這是一款寬輸入電壓降壓轉(zhuǎn)換器;還有一款是汽車(chē)級(jí)理想二極管LM74720-Q1;這兩款產(chǎn)品也同樣在低IQ上有著更好的表現(xiàn)。LMR43620-Q1可以滿(mǎn)足常開(kāi)型汽車(chē)類(lèi)應(yīng)用的低功耗的需求,一個(gè)典型的案例是長(zhǎng)久不開(kāi)的車(chē),要保證足夠低的靜態(tài)電流,使某些車(chē)載設(shè)備的待機(jī)功耗足夠低,從而避免電瓶沒(méi)電打不著火的狀況發(fā)生。這款芯片支持2A的最大電流輸入,降壓轉(zhuǎn)換器,在150oC Tjmax下IQ<3μA。同時(shí)該芯片還利用利用展頻技術(shù)、可配置的強(qiáng)制PWM 模式和頻率外同步功能,可實(shí)現(xiàn)低EMI。該器件適用于負(fù)載很寬的范圍,轉(zhuǎn)換器在1mA時(shí)仍然可實(shí)現(xiàn)>85%的效率。
LM74720-Q1是用于汽車(chē)級(jí)應(yīng)用的具備低IQ表現(xiàn)的理想二極管系列產(chǎn)品,據(jù)鄒鵬分享,目前的汽車(chē)的功能越來(lái)越復(fù)雜,比如智能車(chē)載矩陣大燈、車(chē)載智能座艙、車(chē)載儀表、USB Type-C充電或者是智能車(chē)載遙控器等等。但是典型的車(chē)載只有一個(gè)12V電池,越來(lái)越多的智能器件連接上去之后電能消耗就越來(lái)越大,所以降低功耗就越來(lái)越重要,這時(shí)候很多負(fù)載都需要做電流反向保護(hù)。傳統(tǒng)上的做法是用戶(hù)在電路輸入級(jí)上加上一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的二極管,或者有的用戶(hù)用P-FET去做,但是這兩種做法要么就是效率低,要么就成本高。LM74720系列就可以很好地解決這一問(wèn)題。當(dāng)前TI提供了三種不同的型號(hào),各自具備領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢(shì):LM74720-Q1的優(yōu)勢(shì)是提供了業(yè)內(nèi)先進(jìn)的35μA IQ(最大值),LM74722-Q1是率先面市的200KHz有源整流可實(shí)現(xiàn)快速開(kāi)/關(guān),確保提供超高級(jí)別的系統(tǒng)保護(hù)。LM74721-Q1具有集成VDS鉗位的3V至65V寬輸入電源電壓可為12V 和24V 汽車(chē)類(lèi)電池供電的電子控制單元提供更小尺寸的解決方案。