貼片形式的醫(yī)療設(shè)備可以測(cè)量體溫、監(jiān)測(cè)心率和輸送胰島素。其功效的關(guān)鍵是電池壽命長(zhǎng)。許多其他物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 設(shè)備也是如此,從智能手機(jī)和耳塞到視頻游戲控制器、電表和樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)。其中許多設(shè)備在投入使用之前會(huì)在儲(chǔ)藏室中放置很長(zhǎng)時(shí)間,或者通常它們長(zhǎng)時(shí)間不活動(dòng)。對(duì)于這種小型電池供電系統(tǒng),是時(shí)候考慮低靜態(tài)電流在延長(zhǎng)電池壽命方面的作用了。
研究表明,一個(gè)典型的兩人家庭可以在各種設(shè)備中使用30到60個(gè)電池,每個(gè)電池都有其獨(dú)特的能源使用模式。1電池壽命通常根據(jù)中央控制單元(如微控制器)的活動(dòng)、睡眠和休眠電流計(jì)算。相關(guān)的傳感器和無線電也將與微控制器一起工作。電源通常由開關(guān)或低壓差 (LDO) 穩(wěn)壓器組成,有時(shí)還包括電源管理 IC (PMIC),對(duì)于向系統(tǒng)的所有功能模塊提供能量至關(guān)重要。當(dāng)然,有功電流消耗對(duì)電池壽命有重大影響,但待機(jī)電流也是如此,特別是當(dāng)睡眠/休眠功能消耗設(shè)備中的大部分時(shí)間時(shí)。在睡眠/休眠期間,電源的靜態(tài)電流(電路的安靜狀態(tài))實(shí)際上是系統(tǒng)待機(jī)功耗的最大貢獻(xiàn)者。例如,讓我們以一個(gè)由40mAh,1.55V氧化銀紐扣電池供電的系統(tǒng)為例,保質(zhì)期為一年。如果消耗的電流約為4μA,則將該電流降低一微安可以將可穿戴設(shè)備的保質(zhì)期延長(zhǎng)約三個(gè)月。2靜態(tài)電流雖然是標(biāo)稱值,但在輕負(fù)載操作期間會(huì)顯著影響系統(tǒng)的功率傳輸效率。
要延長(zhǎng)設(shè)備電池壽命,至少需要使用低功耗微控制器、傳感器、無線電和高效電源等組件進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過高效的電源管理技術(shù)平衡電池容量和尺寸也至關(guān)重要,尤其是在設(shè)計(jì)變得越來越小、越來越輕的情況下。此外,當(dāng)電池電壓降至低水平時(shí),合適的升壓轉(zhuǎn)換器(輸出電壓大于源電壓的DC-DC轉(zhuǎn)換器)可以延長(zhǎng)電池壽命。為確保為電池供電設(shè)計(jì)選擇合適的升壓轉(zhuǎn)換器,請(qǐng)考慮:
靜態(tài)電流:靜態(tài)電流越低越好,在系統(tǒng)待機(jī)模式下保持電池壽命越好
真正的關(guān)斷模式:通過在關(guān)斷時(shí)阻斷輸入端的電流輸出,此功能可提高效率并延長(zhǎng)產(chǎn)品保質(zhì)期
輸入電壓范圍:允許使用幾乎“沒電”的電池供電
效率:以V為單位在在外,和我外,百分比越高,越有利于延長(zhǎng)電池壽命(UA級(jí)別>90%的效率是理想的)
如今的超小型設(shè)計(jì)顯然可以從低靜態(tài)電流和小尺寸電路中受益。僅納安的電流將是理想的。
具有300nA靜態(tài)電流的新型升壓轉(zhuǎn)換器
Maxim的升壓DC-DC轉(zhuǎn)換器,非常適合需要長(zhǎng)電池壽命的電池供電應(yīng)用。這些轉(zhuǎn)換器提供超低靜態(tài)電流 (300nA) 和真關(guān)斷技術(shù),其中輸出與輸入斷開,沒有正向或反向電流。MAX17222具有0.5A峰值電感限流。輸出電壓可采用單個(gè)標(biāo)準(zhǔn) 1% 電阻器進(jìn)行選擇。該電路采用 0.88 x 1.4mm 尺寸26 焊球 WLP 和 6 引腳 uDFN 封裝,在整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)具有 95% 的峰值效率。
MAX17222升壓轉(zhuǎn)換器的靜態(tài)電流僅為300nA。
審核編輯:郭婷
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