德州儀器可延長(zhǎng)電池壽命的IQ電源解決方案設(shè)計(jì)

隨著物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，越來越多的電子設(shè)備趨于小型化、智能化設(shè)計(jì)，人們對(duì)電子設(shè)備的電池也有了更高的要求，希望設(shè)備能長(zhǎng)時(shí)間待機(jī)，或者在減少充電次數(shù)的情況下能使用更長(zhǎng)的時(shí)間。而幾乎所有的IoT設(shè)備都依賴于電池，如智能手表、醫(yī)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(zhǎng)時(shí)間工作，怎樣才能延長(zhǎng)電池壽命呢？答案是更低的靜態(tài)電流（以下簡(jiǎn)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(tǒng)待機(jī)功耗的最大因素。很多IoT設(shè)備都是在靜態(tài)的、不工作的、監(jiān)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(shù)，才可以延長(zhǎng)電池壽命。低IQ在延長(zhǎng)電池壽命與儲(chǔ)存時(shí)間、實(shí)現(xiàn)更多功能、延長(zhǎng)系統(tǒng)使用壽命，以及降低系統(tǒng)成本方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

德州儀器電池管理系統(tǒng)產(chǎn)品線經(jīng)理 王世斌

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

IQ只有25nA的LDO

這款全新的LDOTPS7A02，具有超低靜態(tài)電流，靜態(tài)電流只有25nA，相較于上一代產(chǎn)品耗能降低了大概40倍，同時(shí)對(duì)瞬態(tài)負(fù)載響應(yīng)非常快，對(duì)于1至50mA的負(fù)載瞬態(tài)，能夠在5us以內(nèi)響應(yīng)，僅為對(duì)手產(chǎn)品響應(yīng)時(shí)間的一半。此外，封裝也比以前小了70%，這些特性有助于延長(zhǎng)系統(tǒng)壽命及性能，非常適用于電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、樓宇自動(dòng)化、醫(yī)療及便攜式電子設(shè)備等功耗敏感型應(yīng)用。

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(xué)比較穩(wěn)定，由于功耗太高，需要經(jīng)常更換電池，有了這款靜態(tài)電流LDO，就可以達(dá)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(jié)省了人力。

超低功率開關(guān)穩(wěn)壓器

由于電池動(dòng)態(tài)、靜態(tài)工作時(shí)間長(zhǎng)短不同，當(dāng)靜態(tài)時(shí)間大于動(dòng)態(tài)時(shí)，可以使用LDO，而在一些需要電池持續(xù)運(yùn)行的應(yīng)用中，則需要這款新型DC/DC轉(zhuǎn)換器TPS62840。

這款超低功率開關(guān)穩(wěn)壓器，其工作靜態(tài)電流僅為60nA，王世斌稱，這個(gè)靜態(tài)電流值是非常難達(dá)到的，需要在開關(guān)鍵里不斷更新更新上管和下管，所以靜態(tài)電流會(huì)比LDO高，但是相較于上一代產(chǎn)品降低了6倍，僅為業(yè)界類似器件的三分之一。較低的靜態(tài)電流消耗可為負(fù)載極輕以及主要在待機(jī)、出廠模式下工作的系統(tǒng)提供更長(zhǎng)的電池壽命。TPS62840的低IQ可以在1-μA的負(fù)載下實(shí)現(xiàn)80%的效率，比業(yè)界同類器件高出30%。

為改善噪聲性能并減少信號(hào)失真，在設(shè)計(jì)該芯片時(shí)，做了兩種可選模式和停止功能。此外，新型DC/DC轉(zhuǎn)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(xué)電池和配置。工程師可以利用新型開關(guān)穩(wěn)壓器將其電池?cái)?shù)量減少一半，或者在其設(shè)計(jì)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(xù)運(yùn)行的工業(yè)和個(gè)人電子產(chǎn)品應(yīng)用中，如窄帶物聯(lián)網(wǎng)、電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備和可穿戴設(shè)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(jí)供電設(shè)計(jì)的監(jiān)控器IC

TI為延長(zhǎng)電池使用壽命還推出了監(jiān)控器解決方案。TPS3840是適用于納米級(jí)供電設(shè)計(jì)的一系列高輸入電壓、高效監(jiān)控器。

王世斌稱，監(jiān)控器99.99%的時(shí)間都是在睡眠狀態(tài)，只需要非常低的自耗電，但是因?yàn)樵诒O(jiān)控過程中，內(nèi)置的比較器會(huì)對(duì)過電和低壓做一個(gè)保護(hù)，會(huì)對(duì)系統(tǒng)做復(fù)位，自耗電系統(tǒng)又是必須的，因此自耗電只能越低越好。

TPS3840擁有350nA靜態(tài)電流，在大部分場(chǎng)景中，耗電非常低，幫助工程師在自供電系統(tǒng)中更大限度地降低功耗，同時(shí)可以提供高精度的電壓監(jiān)控，大大提高整體系統(tǒng)可靠性。此外，TPS3840具備寬輸入范圍，可在多種應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)高電壓軌或多電池供電操作，可用作比較器或菊花鏈?zhǔn)酵ㄓ霉╇姳O(jiān)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(jí)功耗與高精確度的最佳組合的應(yīng)用，如電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、樓宇自動(dòng)化、電子銷售終端（EPOS）及便攜式電子設(shè)備等。

新型電池充電器讓你的電池充滿電

在電池的設(shè)計(jì)中，都希望可以在同樣的待機(jī)時(shí)間中，把電池做得更小，為避免電池出現(xiàn)充不飽和的現(xiàn)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(guān)電池充電器ICBQ25619。

相比于支持高于60mA截止電流的產(chǎn)品相比，TI的BQ25619可增加7%的電池容量，實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間。BQ25619充電器還提供三合一升壓轉(zhuǎn)換器集成和超快速充電，在4.6V和0.5A輸出時(shí)提供95%的效率。此外，憑借業(yè)界更低的靜態(tài)電流，新型充電器可將即用型電子產(chǎn)品的使用壽命延長(zhǎng)一倍。

BQ25619充電器可幫助工程師更有效地設(shè)計(jì)小型醫(yī)療和個(gè)人電子應(yīng)用，如助聽器、耳塞和無線充電盒、IP網(wǎng)絡(luò)攝像頭、患者監(jiān)護(hù)器件和個(gè)人護(hù)理應(yīng)用。

王世斌稱，除了開關(guān)電源的充電器，TI也有相對(duì)應(yīng)的線性充電器產(chǎn)品DQ25150，主要應(yīng)用在小型電池如耳機(jī)中的電池中，整合了LDO和ADC做數(shù)據(jù)采樣，擁有超低IddQ，可在運(yùn)輸模式（ship mode）及系統(tǒng)供電時(shí)延長(zhǎng)電池壽命，具備業(yè)界領(lǐng)先的快速和冷卻充電性能。