贴片形式的医疗设备可以测量体温、监测心率和输送胰岛素。其功效的关键是电池寿命长。许多其他物联网 (IoT) 设备也是如此,从智能手机和耳塞到视频游戏控制器、电表和楼宇自动化系统。其中许多设备在投入使用之前会在储藏室中放置很长时间,或者经常长时间不活动。对于如此小型的电池供电系统,是时候考虑低静态电流在延长电池寿命方面的作用了。
研究表明,一个典型的两人家庭可以在各种设备中使用 30 到 60 块电池,每种设备都有其独特的能源使用模式。1电池寿命通常根据中央控制单元(例如微控制器)的活动、睡眠和休眠电流来计算。相关的传感器和无线电也将与微控制器一起工作。电源——通常由开关或低压差 (LDO) 稳压器组成,有时还包括电源管理 IC (PMIC)——对于向系统的所有功能模块提供能量至关重要。当然,有功电流消耗对电池寿命有很大影响,但待机电流也同样如此,尤其是当睡眠/休眠功能在设备中消耗更多时间时。在睡眠/休眠期间,电源的静态电流(电路的安静状态)实际上是系统待机功耗的最大贡献者。例如,让我们以一个 40mAh 供电的系统为例,1。55V 氧化银纽扣电池,保质期一年。如果消耗的电流约为 4µA,则将该电流降低一个微安可以将可穿戴设备的保质期延长约三个月。2虽然标称值,但静态电流在轻负载运行期间会显着影响系统的功率传输效率。
至少,延长设备电池寿命需要使用低功耗微控制器、传感器、无线电和高效电源等组件进行设计。使用高效的电源管理技术平衡电池容量和尺寸也很重要,尤其是在设计变得更小更轻的情况下。此外,正确的升压转换器(输出电压高于电源电压的 DC-DC 转换器)可以在电池电压降至低电平时延长电池寿命。为确保您为电池供电设计选择正确的升压转换器,请考虑:
静态电流:越低越好,在系统待机模式下保持电池寿命
真正的关断模式:通过在关断时阻断来自输入的电流输出,此功能可提高效率并延长产品保质期
输入电压范围:允许耗尽几乎“没电”的电池
效率:以 V IN、V OUT和 I OUT衡量,百分比越高,越有利于延长电池寿命(在 uA 级别 》90% 效率是理想的)
今天的超小型设计显然可以从具有低静态电流和小尺寸的电路中受益。仅纳安级的电流将是理想的。
具有 300nA 静态电流的新型升压转换器
MAX17222 升压转换器只有 300nA 的静态电流。
Maxim 现在提供一系列升压 DC-DC 转换器,非常适合需要较长电池寿命的电池供电应用。这些转换器提供超低静态电流 (300nA) 和 True Shutdown™ 技术,其中输出与输入断开,没有正向或反向电流。MAX17222具有0.5A峰值电感电流限制。可以使用单个标准 1% 电阻器选择输出电压。该电路采用 0.88 x 1.4mm 2 6 凸点 WLP 和 6 引脚 uDFN 封装,在整个负载范围内具有 95% 的峰值效率。
审核编辑:郭婷
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