如何在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中節(jié)省電池電量

電池供電設(shè)備的最新趨勢增加了對始終連接的物聯(lián)網(wǎng)供電的需求，并強烈支持高效的 DC-DC 電源轉(zhuǎn)換產(chǎn)品。電池供電產(chǎn)品的目標市場幾乎包括所有電池供電設(shè)備，其中電池壽命必須比平均功耗長。對于需要數(shù)天到數(shù)年壽命的設(shè)備來說尤其如此。

此外，無線連接的日益普及推動了對高于電池電壓的需求，同時要求更有效地使用電池充電。DC-DC 轉(zhuǎn)換器設(shè)備可以根據(jù)應(yīng)用需要動態(tài)改變其輸出電壓，可以大大提高效率并延長電池壽命。我們的新型 ISL9122 降壓-升壓轉(zhuǎn)換器可滿足上述所有功率要求。

主要特性

ISL9122 屬于超低 Iq DC-DC 穩(wěn)壓器系列，其優(yōu)勢可分為三個不同類別：

1. 電池電壓范圍： 該系列穩(wěn)壓器的輸入電壓范圍為 1.8V 至 5.3V，適用于堿性電池、鋰電池、鋰聚合物電池等多種電池的應(yīng)用

2. 功耗： 該系列器件在電池壽命方面具有三個明顯的優(yōu)勢——低 Iq、1.3 μA 和 《 9nA 的關(guān)斷電流——允許電池持續(xù)很長時間

3. 靈活性： I2C 接口提供了最大的靈活性，可以以 25 mV 的增量更改輸出電壓，這允許系統(tǒng)設(shè)計人員根據(jù)系統(tǒng)的電源需求動態(tài)更改 Vout

應(yīng)用示例

水表和煤氣表： DC-DC 轉(zhuǎn)換器（如 ISL9122）的一個用例是水表和煤氣表，通常需要超過 10 年的電池壽命。下面是一個示例，比較了使用 LDO 的典型設(shè)計與使用 ISL9122 等 DC-DC 轉(zhuǎn)換器的新設(shè)計完成的電源轉(zhuǎn)換。

圖 1. 能源管理系統(tǒng)的電池壽命優(yōu)化

如頂部框圖所示，使用 LDO 進行電源轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)平均從電池消耗 19.8 μA。由于 LDO 在輸入和輸出之間的轉(zhuǎn)換比很大時效率非常低，因此電池中的大部分電荷都轉(zhuǎn)化為熱量并浪費掉了。當使用 ISL9122 代替 LDO 時，從電池汲取的用于運行相同應(yīng)用的電流平均減少到 12.9 μA。這個例子表明，當使用 ISL9122 時，電池的壽命可以增加 50%。或者等效地，電池的成本可以降低50%。

物聯(lián)網(wǎng)射頻優(yōu)化： 此示例展示了如何使用 DVS（動態(tài)電壓縮放），在需要將數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)?a href="http://www.wenjunhu.com/v/tag/1722/" target="_blank">網(wǎng)絡(luò)時增加 Vout。在沒有傳輸或無線接口更多地處于睡眠狀態(tài)時，可以將穩(wěn)壓器輸出降低到足以維持 MCU 的水平。由于功耗隨電壓的平方而增加，因此在不需要時降低 Vout 可以節(jié)省大量電能。

圖 2. 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的射頻優(yōu)化

瑞薩電子的超低 Iq DC-DC 穩(wěn)壓器是任何由小電池供電的設(shè)備的理想電源解決方案。這些器件具有超低 Iq、輕負載和重負載下的高效率以及快速瞬態(tài)響應(yīng)，可最大限度地延長電池壽命，而不會影響性能。特別是，高度靈活的小型 ISL9122 降壓-升壓穩(wěn)壓器可延長連接智能設(shè)備的電池壽命。

審核編輯：郭婷