“新冠疫情的发作使患上人们对于电子产物需求量巨增，从而对于电池的利用寿命要求也愈来愈高。用电产物从智能腕表到智能门铃再到汽车及工场中的传感器，电池已经经无所不于。
新冠疫情的发作使患上人们对于电子产物需求量巨增，从而对于电池的利用寿命要求也愈来愈高。用电产物从智能腕表到智能门铃再到汽车及工场中的传感器，电池已经经无所不于。怎样延伸电池的利用寿命显患上尤为主要。日前TI公司公布推出一项立异技能，采用降压/升压转换器与超等电容相搭配的方案，从芯片角度解决了电池超低功耗问题。采用新的方案，工程师可将低功耗工业运用中的电池寿命延伸多达20% ，从而降低体系成本。
低静态电流延伸电池寿命
以智能腕表为例，咱们都知道其年夜部门的时间处在待机状况，但纵然于待机模式下，电池的寿命也会受损耗。别的，腕表从出厂到消费者手中这段时间被称为货架期，然而于货架期内电池一样会有损耗。为此TI研发出立异的低静态电流（低IQ）技能，其挑战就是于不影响体系机能的环境下，延迟电池寿命及货架期。据德州仪器（TI）升压及起落压产物线产物市场司理邹鹏先容，当电路设计愈来愈繁杂时，工程师需要思量到所有电路的功耗，甚至不放过泄电流，想要于待机模式下实现高电池效率，就需要从电源解决方案入手，严酷治理功率输出，同时连结超低电流。
TI又是怎样做到的呢？
那TI又是怎样做到的呢？邹鹏给出了谜底。于电源治理方面，挑战可能会是降低EMI、增长功率密度、降低噪声或者者是断绝技能，以和此文所提到的低功耗(低IQ)。对于在电子产物来讲MCU就是心脏，需要连结常开，即即是于待机模式下，也需要一个超低功耗常开型电源撑持，TI工程师从如下三方面出力并研发出这项立异方案。一，连续改善工艺，TI于其强盛的超低泄电工艺技能上连续开发新型的节制拓扑架构电路，从而延伸电池的运行时间；二，快速相应时间。对于在电源特别是DC-DC，快速相应时间是很主要的一个指标，TI使用快速叫醒比力器及IQ反馈节制，可于不影响低功耗机能的环境下，实现快速动态相应；三，减小尺寸。电路所想要实现的功耗越低，所需要的电路就会越多，从而致使芯片的尺寸或者者是面积相对于变年夜。TI使用较新的工艺，好比，TI电阻器及电容器的面积衰减技能，助力在空间受限的运用，同时不影响整个静态功耗。
TPS61094超等电容充放电一体化降压升压转换器
超等电容各人都不生疏，于智能电表、智能煤气表、智能水表上都比力经常使用，不仅可以看成备用电源还有可以缓冲年夜电流。当超等电容以备用电源身份呈现时，必需具有超低功耗，由于于主电源没电的环境下，超等电容需要维持体系连续事情。不然设计者就不能不选择更年夜的超等电容的容量来填补体系功耗的不足，从而增长体系成本。但超等电容的利益是它放电能力强，且价格相对于锂电池自制。
TI 将超等电容充放电治理电路与超低的IQ功耗相联合，TPS61094是这项技能的产品，很是合用在智能仪表、智能电表、煤气表、水表，来撑持较年夜的峰值负载，且可作为备用电源利用。
TPS61094有三年夜上风：
1、将电池寿命延伸高达 20%，于必需由一次性电池供电的运用中，借助 60nA的低 IQ，可实现 10 年或者以上的寿命。邹鹏进一步注释说，凡是方案采用一次性的锂亚硫酰氯电池加之HLC电池电容器并联。这是由于锂亚硫酰氯电池输出能力较弱，5mA甚至如下，假如用户将输出电容变为10mA或者者到20mA也不是不成以，但此时其寿命就会缩短。那假如体系需要更年夜的电流怎么办？仅凭电池自己已经没法满意了，如许以往就会采用于设计时加一个HLC（电池电容器）器件作为一个缓冲。其事情道理是锂亚硫酰氯先对于HLC（电池电容器）举行充电，需要放电的时辰由HLC再给体系举行放电。另外一个问题又呈现了，假如当体系需要年夜负载的时辰，特别是北方低温情况下，如NB-IoT通信模块需要抽取刹时250mA的负载能力，HLC也没法供给了，此时便会从电池来获取电流，这同样来会致使电池寿命变短。TPS61094的推出轻松解决以上问题。TPS61094搭载一个相对于单价较低的超等电容举行替换，不单体系成本降低了。同时，由于超等电容的放电能力比HLC要强，无需从电池取电，如许一来电池寿命可以延伸20%。
2、与同类竞争的升压转换器比拟，升压运行中 2A 的电感峰值电流可将输出电流翻倍。以风行的NB-IoT窄带物联网模块为例，其峰值电流可能会刹时高达500mA，这类场景需要电源提供一个很高的负载峰值电流。TPS61094输入的峰值电流可高达2A，可以很好的满意这类场景的需求。
3、与以往分立方案比拟，工程师可将元件数目削减多达 50% 并开释布板空间。TPS61094于单个芯片中集成降压充电器及升压转换器，省去分立式降压充电器、电感器及两个外部电容器。
LMR43620及LMR43620-Q1汽车级降压转换器
LMR43620及LMR43620-Q1，前者为贸易级，后者为汽车级别。这两款芯片很是合用在常开型电源低功耗运用。例若有些车载装备于汽车不启动的时辰处在待机状况，但DC-DC需一直开启。值患上一提的是LMR43620 系列是业界很是进步前辈的宽输入电压降压转换器，今朝为业界第一款。其于150摄氏度Tjmax的时辰， IQ仍旧可以小在3个μA，采用2×2的低电磁滋扰的HotRod WSON封装，同时具备内部赔偿功效。
别的一款LMR43620-Q1，可使用展频技能、可配置的强迫 PWM 模式及频率外同步功效，实现低 EMI。而且合用在负载很宽的规模，转换器于 1mA时仍旧可实现 85% 的效率。实在对于在一款DC-DC产物来讲，于重载的环境下实现高效率也其实不难，但具挑战性的是于整个规模内均可实现很高的效率。好比，于1mA到2A之间，年夜部门DC-DC转换器可能于1A或者2A的时辰效率可达85%-90%，但从区间来看，于1mA时，效率可能只有50%，甚至在40%、30%。LMR43620系列是一个超低功耗的产物，于1mA的时辰仍旧可以实现高达85%的效率。
LM74720-Q1抱负二极管系列产物
LM74720-Q1为低 IQ 汽车级抱负二极管产物，合用在有超低功耗要求的常开型体系设计；其开通时间短及快速关断机能可实现反向电池掩护；LM74720-Q1提供更小尺寸解决方案，且不降低体系总体掩护程度。
智能汽车如同一个挪动的办公室。车载智能座舱、车载仪表、USB Type-C等功效愈来愈繁杂，更多的智能产物需要毗连到车内，但典型的车载只有一个12伏电池，电子器件越多电能耗损就越年夜，降低功耗就尤为主要。这类环境许多负载都需要做电流反向掩护。传统做法是用户于电路输入级上加一个尺度的二极管，再或者者有的用户采用P-FET，这两种方案的毛病是要末效率低、要末成本高。为此TI 研发了LM74720抱负二极管系列产物。
LM74720-Q1 提供业界进步前辈的满意35μA最年夜值IQ指标的产物，可以帮忙设计职员满意汽车运用更高效、有限功耗预算的要求；LM74722-Q1，是率先面市的200KHz有源整流，可实现快速关断的产物，从而确保超高级另外体系掩护；另外一款LM74721-Q1，具备集成VDS钳位的3伏到65伏宽输入电源电压，可为12伏及24伏汽车类电池供电的电源节制单位，提供更小的装备解决方案。
德州仪器 （TI）升压及起落压产物线总司理严红辉暗示，经由过程利用TI最新方案可帮忙用户来设计超低功耗的电源。此外TI还有可提供周全的设计东西及培训文档、白皮书、培训视频等。
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