Ключ к увеличению времени автономной работы носимых устройств - регуляторы напряжения.

Носимые устройства открыли новую волну возможностей в электронной промышленности. Как показано на Рисунке 1, умные часы - самые популярные на сегодняшний день носимые устройства. Рынок здравоохранения, включая здравоохранение, фитнес и реабилитацию, представляет большие возможности. У большинства носимых устройств много общего.

Носимое устройство должно:

· готов идти

· Маленький размер, легкий вес, удобство ношения.

· Перезаряжаемый или одноразовый аккумулятор обеспечивает достаточно долгое время работы

· Поддержка краткосрочной работы, большую часть времени простаивает или бездействует

· Возможность очень долгое время находиться в режиме ожидания или в спящем режиме

Эти требования выдвигают более высокие требования к технологии продукта. Размер батареи должен быть меньше, длиннее и длиннее. Например, емкость аккумулятора смартфона составляет около 2000 мАч; в то время как аккумулятор умных часов намного меньше и примерно в 10 раз меньше, и требует интервала зарядки, который работает так же, как и смартфон, который работает с ним. Это требует огромного прорыва в производительности электронных компонентов умных часов. Другими словами, эти устройства должны быть очень маленькими и иметь самое низкое энергопотребление как в активном, так и в неактивном режимах (режимах ожидания и выключения).

1 все с низким энергопотреблением

Традиционные конструкции регуляторов напряжения ориентированы на энергоэффективность в рабочем режиме, от малой нагрузки до большой нагрузки и полной нагрузки. Небольшой процент преимуществ эффективности может определить успех или провал рынка. С глубоким пониманием кривой эффективности и узких мест в развитии технологий акцент смещается на оптимизацию энергоэффективности в нерабочем режиме. Нерабочий режим соответствует режиму ожидания системы (включена, но находится в режиме ожидания) или спящему режиму (система выключена).

Рисунок 1 - образ жизни, который можно носить с собой

С ростом популярности носимых устройств этот сдвиг неизбежен, потому что носимые устройства проводят большую часть своего времени в режиме ожидания, а на работу остается мало времени. Очевидно, что если режимы ожидания и сна занимают большую часть времени, то экономия энергии в этот период очень важна. Следовательно, каждый наноампер тока важен, потому что он увеличивает время ожидания и экономит ценную энергию батареи.

Например, плоская батарея емкостью 40 мАч и напряжением 1,55 В идеально подходит для питания носимых устройств. Если носимое устройство потребляет 4 мкА, срок годности аккумулятора составляет около 1 года, прежде чем он разрядится. Если потребление тока уменьшится на 1 мкА, срок хранения носимого устройства можно продлить примерно на 3 месяца! Учитывая общий ток, потребляемый регулятором напряжения в ультрапортативном устройстве, ток покоя составляет 10 мкА, а ток отключения - несколько мкА. Нетрудно судить, что любое улучшение паразитарного тока очень полезно.

2 регулятора низкого тока отключения

Чтобы гарантировать время автономной работы носимых устройств, мы должны рассмотреть новую технологию регулятора напряжения со сверхмалым током в нерабочем режиме. Одной из таких опций является MAX1722, повышающий преобразователь, оптимизированный для носимых устройств, в котором используются современные технологии энергосбережения, чтобы минимизировать спящий режим системы или потребление тока при выключенном регуляторе. В режиме останова все цепи управления регулятора отключены, и возникает только неизбежная паразитная утечка, что сводит к минимуму разряд батареи и выходных конденсаторов. Вывод BATT (ILB на рис. 2) имеет ток утечки в несколько наноампер, а вывод OUT (ILO) имеет ток утечки в несколько наноампер. Ток утечки на этом выводе велик из-за цепи питания на выводе OUT.

Рисунок 2 статический ток повышающего преобразователя / ток отключения

3 регулятор низкого тока покоя

Когда система находится в режиме ожидания, регулятор напряжения обычно находится в режиме ожидания и может быть активирован в любое время при получении команды. В режиме ожидания регулятор напряжения управляет очень малой нагрузкой, поэтому его ток покоя очень важен и оказывает значительное влияние на эффективность регулятора. В этом состоянии MAX1722 работает с минимальными издержками. Ток покоя на входе (IQB на рисунке 2) составляет всего несколько наноампер, а ток покоя на выходе (IQO) составляет несколько микроампер, что является схемой управления для всех тестов. На рисунке 3 показан типичный ток покоя MAX1722, составляющий всего 1,5 мкА при выходном напряжении 3,3 В. Кривая измерена при температуре окружающей среды. Этот параметр гарантированно составляет менее 3,6 мкА в диапазоне температур от 0 до +85 ° C. Таким образом, с током 150 мА в рабочем режиме и сверхмалым током в нерабочем режиме MAX1722 в небольшом корпусе μDFN размером 2 мм x 2 мм идеально подходит для питания решений в носимых устройствах.

Рисунок 3: ток покоя вывода OUT повышающего преобразователя MAX1722.

Английский перевод:

Quiescentcurrentintooutvs.Outputvoltage: статический выходной ток и выходное напряжение.

Quiescentcurrent: ток покоя

Выходное напряжение: выходное напряжение

4. Резюме

Мы обсудили важность минимизации статических токов и токов отключения регуляторов напряжения в режиме ожидания или спящего режима системы. Давайте возьмем MAX1722 в качестве примера, чтобы показать, что когда эти два параметра уменьшаются на один или несколько порядков ниже, чем у обычных продуктов, срок службы батареи может быть значительно увеличен. Будущие предложения Maxim будут способствовать дальнейшему уменьшению размера регулятора и дальнейшей изоляции его схемы от батареи и выходных конденсаторов в нерабочем режиме, что противоречит ограничениям. Дальнейшее снижение паразитных утечек, предотвращение потребления тока элемента накопления энергии и увеличение времени работы системы.

Страница содержит содержимое машинного перевода.