廣告
廣告
物聯網設備想“一輩子”不換電池有這么幾個絕招
您的位置 資訊中心 > 技術文獻 > 正文

物聯網設備想“一輩子”不換電池有這么幾個絕招

2019-10-08 09:59:01 來源:與非網 點擊:1313

【大比特導讀】在物聯網領域,電池續航是一個大問題,產品越來越小型化,但是電池體量越來越大,業界一直在思考:如何讓電池更小,或者在一些應用場景里不需要電池。

物聯網領域,電池續航是一個大問題,產品越來越小型化,但是電池體量越來越大,業界一直在思考:如何讓電池更小,或者在一些應用場景里不需要電池。“電池的使用壽命有限,一般一款鋰電池可以充放電500次,對于自耗電來說,如果靜態電流更小,設備待機時間延長,電池壽命也會延長。”德州儀器電池管理系統產品線經理王世斌分析,“如果我們把靜態電流做得非常低,可以把多次充電電池替換為一次性電池,這樣的好處是,不再需要充電,另外,如果一次性電池自耗電也更低,設備在幾年內都不需要去更換電池,系統維護成本也隨之降低。”

在某些非攜帶應用場景里,如果通過降低靜態電流,原來的一次性電池可以從現在的兩年壽面延長到十年,對于那些十年生命周期的設備可以說一輩子都不用換電池。TI一直致力于電池技術的研究,其電源組里有六款產品,包括降壓DC/DC開關穩壓器,升壓、多通道/相位DC/DC轉換器,電源開關,線性電源,高壓電源,電池管理。

TI在超低功耗方面一直持續研發,進行技術創新,其中有四款低靜態電流產品值得工程師來關注。

線性穩壓器TPS7A02:超低靜態電流、超快瞬態響應

TPS7A02 是一款超小型、超低靜態電流低壓降線性穩壓器 (LDO),可提供 200mA 的電流以及出色的瞬態性能。其具有超低IQ(25nA),專為將極低靜態電流作為關鍵參數的應用而設計。此器件即使在壓降模式下也能保持低IQ消耗,以進一步延長電池壽命。在關斷模式或禁用模式下,該器件消耗極低 (3nA IQ),有助于延長電池貨架期。TPS7A02輸出電壓范圍為0.8V至5.0V,步長為50mV,以支持更低的現代微控制器 (MCU) 內核電壓。

王世斌介紹,“TPS7A02的靜態電流大概是25nA,比前一代耗能降低了大概40倍。換句話說,以前用戶用這個電池,系統需要10天充一次電,現在用了新產品,可能400天才要充一次電,單顆芯片實現了40倍的效益;另外,它對瞬態負載響應非常快,50毫安的負載在5us內就可以響應。響應速度很關鍵,如果一個LDO響應不快,一個負載來了以后,可能就會崩潰,也起不到線性穩壓器的作用。封裝是0.65mm×0.65mm,比以前小了70%,這意味著可以適應各種場景里,比如電網基礎設施、樓宇自動化、醫療、便攜電子設備。”

開關穩壓器TPS62840:可以滿足始終開啟

TPS62840的工作靜態電流(IQ)可達到60 nA,僅為業界類似器件的1/3。它可在1-μA負載下可提供80%的極高輕載效率,從而使設計人員能夠延長其系統的電池使用壽命,或使用更少或更小的電池來縮小其整體電源解決方案尺寸并降低成本。此外,新型DC/DC轉換器的輸入電壓(VIN)范圍較寬,為1.8 V至6.5 V,能夠支持各種化學電池和配置。

前一代產品的靜態電流是360nA,這一代是65nA,可見,,新一代產品的靜態電流低了6倍。可能用戶覺得這一款靜態電流比LDO高,王世斌的解釋是,“開關穩壓器需要在開關鍵里不斷更新上管和下管,所以靜態電流一般比LDO較高;而且這款產品的風轉更小了,以前是6毫米,現在縮小到3毫米;效率對DC/DC非常重要,這款芯片在1vA時效率可以做到80%,如果在更高負載的情況下,比如300mA時能做到超過90%甚至95%。”

在芯片里,一般開關電源都會遇到在開關時噪音大的問題,這會對ADC一些產能位置構成影響。王世斌還分享了TPS62840的另一特色,“這款芯片有兩個模式,一個是停止模式,即當用戶要采集特別敏感數據時,可以把開關電源稍微停下來,用它的外掛電容為系統提供短時間的電壓,以便采集比較敏感的數據,當然時間非常短暫,因為是靠外掛的電容,但是非常靜態的,噪音等級跟LDO已經非常接近;二是,TPS62840的芯片數值也比較廣,雖然它的4號電很低,能夠達到6.5V,因為有些是鋰電池4.2V-4.5V,有些double A的一次性電池是1.2V,可以用3節、4節,因此4V多,5V、6V都可以用到,一顆芯片可以應用不同的系統。”

對比發現,TPS7A02的靜態電流是25nA,TPS62840的靜態電流是65nA,用戶肯定會選擇25nA?其實不然。王世斌解釋,“關鍵在于工作時間長短,在電源效率比較高,客戶需要估算,設備處于靜態時間多長?動態時間多長?靜態時間長,顯然用LDO比較好;動態時間長,DC/DC更好。”

TPS3840:專為高輸入電壓、高效監控器打造

監控器一般的工作次數很少,只有在系統異常的時候,才會發出復位信號。這種產品大部分時間都在休眠,因此需要非常低的自耗電。在監控過程中,里面配置的比較器或者參考電壓,會對過電和低壓做保護,如果輸入過高或者過低,會對系統進行復位,因此,這種自耗電是必須的。但是由于這種自耗電在正常工作時看不到實際操作價值,所以自耗電越低越好。

TI的TPS3840是專門為監控設備而設計的產品,具有寬輸入范圍、低功耗、高可靠性、可完全配置的優點。寬輸入電壓范圍允許在不使用外部組件的情況下監控 9V 電壓軌或電池,在使用外部電阻器的情況下監控 24V 電壓軌。毫微級 Iq 可以在低功耗應用中延長電池壽命,并在使用外部電阻器時最大限度降低電流消耗。快速啟動延遲允許在系統的其余部分上電之前檢測電壓故障,因此可以在危險的啟動故障狀況下實現最高的安全性。低上電復位電壓 (VPOR) 可防止錯誤復位、過早啟用或開啟下一個器件,并能夠在上電和斷電期間正確控制晶體管。

關于應用,在電網基礎設施中,我們需要對電網做監控,而且需要很多監控芯片,樓宇自動化設備大部分時間都在待機,降低靜態電流可以達到節能環保的目標。電子銷售終端機在刷卡或者刷二維碼時,需要和中央系統進行通訊,認證終端客戶的身份,如果系統出現異常,交易便會取消,因此復位芯片非常重要,它可以監控系統異常,進行復位,取消交易,使金融交易環境比較穩定。

BQ25619:延長電池使用壽命

不管25nA、50nA,還是350nA,這都是nA級電流。這些產品帶來的優勢是,設備原來可能需要大容量電池,現在通過降低靜態電流換成小容量電池即可,甚至不用換電池,但是還有一些設備一定要充電,需要高效率、高精度的充電器,因此TI推出了BQ25619。

業界有兩個趨勢,第一是隨著功耗的增加而增加電池容量,第二是,在同樣的待機時間里,把電池做得更小更便宜。電池做小產生另外的問題,如果1安培的電池,截止電流10%,100mA就可以,如果電池做得很小,到200mA,截止電流要做到20mA。如果截止電流還是100mA的,電池就難以充滿,BQ25619的截止電流是20mA,從而保證低功耗電池可以充滿電,在充電和截止精確度之間支持更長的電池壽命,電池容量提高7%。

BQ25619被定義為高度集成型 1.5A 開關模式電池充電管理和系統電源路徑管理器件,適用于單節鋰離子電池和鋰聚合物電池的。低阻抗電源路徑對開關模式運行效率進行了優化,縮短了電池充電時間并延長了放電階段的電池運行時間。BQ25619 可以通過適配器沿直接路徑為可穿戴附件充電,也可以通過電池以升壓模式為其充電,并使用 PMID_GOOD 引腳控制外部 PMOS FET負載開關。

BQ25619還為包括可穿戴設備和耳機充電盒在內的各種應用提供快速充電功能并提供高輸入電壓支持。其低阻抗電源路徑對開關模式運行效率進行了優化,縮短了電池充電時間并延長了放電階段的電池運行時間。其輸入電壓和電流調節、低終止電流和電池遠程檢測可以為電池提供最大的充電功率。該解決方案在系統和電池之間高度集成輸入反向阻斷 FET(RBFET,Q1)、高側開關 FET(HSFET,Q2)、低側開關 FET(LSFET,Q3)以及電池 FET(BATFET、Q4)。它還集成了自舉二極管以進行高側柵極驅動,從而簡化系統設計。

除了以上的低功耗芯片產品,王世斌還表示,TI會提供相應的參考解決方案以及教學視頻,方便用戶進行產品設計。

聲明:轉載此文是出于傳遞更多信息之目的。若有來源標注錯誤或侵犯了您的合法權益,請與我們聯系,我們將及時更正、刪除,謝謝。

分享到:
閱讀延展
物聯網 智能制造
  • Indentive的Connective平臺最初計劃在瑞典的五個城市中推出

    Indentive的Connective平臺最初計劃在瑞典的五個城市中推出

    與愛迪德(Erdeto)的合作將為我們的物聯網平臺提供強大的安全性,確保瑞典及其他地區的消費者可以構建連接的家庭網絡,并免受網絡攻擊。我們的目標是幫助消費者安全地利用物聯網所提供的一切。”

  • 如何選擇云計算物聯網平臺

    如何選擇云計算物聯網平臺

    云計算物聯網成本可能難以預測,而且容易被低估。而一個問題是云計算定價本身就很復雜。(通常真正知道云計算應用程序成本的唯一方法是運行一個月并查看成本賬單。)而另一個問題是云計算物聯網平臺通常提供一些折扣。如果企業依賴折扣,那么當價格上漲時,企業可能會感到意外。

  • 這些是受物聯網啟用的新服務影響最大的領域

    這些是受物聯網啟用的新服務影響最大的領域

    好吧,我們專注于汽車運輸,車隊管理和物流。我們的經驗表明,這些是受物聯網(IoT)啟用的新服務影響最大的領域。在本期發行中,我們為您帶來來自世界各地的新聞,觀點,事件,案例研究和訪談。

  • 物聯網安全:智能設備正在侵犯你的隱私安全 智能門鈴上傳門外的一切

    物聯網安全:智能設備正在侵犯你的隱私安全 智能門鈴上傳門外的一切

    在購買任何東西之前,請務必進行研究。在您打算購買的設備上閱讀,考慮閱讀用戶評論,看看它們是否值得信賴。在網上搜索品牌名稱,甚至型號名稱,以及“安全漏洞”或類似的單詞組合。如果有任何安全問題,請確認已解決并且不再影響設備。

  • 新冠肺炎大流行沖擊物聯網:2020年新物聯網設備凈下降18%

    新冠肺炎大流行沖擊物聯網:2020年新物聯網設備凈下降18%

    據ABIResearch全球技術市場咨詢公司(globaltechmarketadvisory)預計,制造業停產、供應鏈中斷以及相關產品可用性和需求的變化等綜合因素,將導致2020年物聯網設備凈添加量下降18%。

  • 隨著物聯網解決方案繼續轉向在邊緣執行更多處理和計算

    隨著物聯網解決方案繼續轉向在邊緣執行更多處理和計算

    但是,設備管理服務已經并將繼續商品化,這將由現有服務提供商之間的競爭,市場標準的增長以及來自現有云提供商(例如 Google,AWS 和 微軟。

  • 斥資2.3億!臺達收購工業物聯網公司Trihedral

    斥資2.3億!臺達收購工業物聯網公司Trihedral

    本次收購預期將整合雙方的軟、硬件優勢,深入布局快速成長的自動化、人工智能及數據分析等領域。進而強化工業自動化等多元領域的銷售拓展,加速實現智能制造的愿景。

  • 機器人時代來了:企業加碼物流機器人 明星資本入場

    機器人時代來了:企業加碼物流機器人 明星資本入場

    近年來,機器人產業發展成為智能制造中重要的一個方向。物流機器人這一細分垂直領域是機器人產業中發展迅速的子產業之一。

  • 投資超300億,東莞黃江建設人工智能小鎮

    投資超300億,東莞黃江建設人工智能小鎮

    東莞投資超300億,在松山湖科學城成果孵化轉化基地建設星河(黃江)人工智能小鎮,人工智能小鎮將重點發展以人工智能為核心,以智能制造、航空航天、生命健康為主導,以科技服務為支撐,打造N個應用場景的“1+3+1+N”產業生態體系。

  • 大數據應用發布會為北汽株洲“智”造賦能

    大數據應用發布會為北汽株洲“智”造賦能

    近年來,北汽株洲分公司對大數據技術進行了深入研究和全面部署,通過建立基于私有云架構的大數據分析平臺、搭建信息化管理系統等一系列舉措,持續推進了公司的智能制造升級以及技術創新和管理變革。

  • 華南國際工業博覽會(SCIIF)

    華南國際工業博覽會(SCIIF)

    新一輪工業革命方興未艾,全球工業數字化轉型邁向縱深。在素有“世界工業發展晴雨表”之稱的漢諾威工業博覽會,有關數字工業、智能制造的設想和愿景越來越多地變為現實應用,2019年尤以人工智能(AI)和第五代移動通信技術(5G)的應用最受矚目。

  • 報告:全球制造業呈現六個重要趨勢

    報告:全球制造業呈現六個重要趨勢

    主要發達國家和跨國企業均把智能制造作為新一輪發展的主攻方向,一些跨國企業也紛紛加大對智能化改造、先進機器人研發的投入力度,傳統制造加速向以人工智能、機器人和數字制造為核心的智能制造轉變。

微信

第一時間獲取電子制造行業新鮮資訊和深度商業分析,請在微信公眾賬號中搜索“大比特商務網”或者“big-bit”,或用手機掃描左方二維碼,即可獲得大比特每日精華內容推送和最優搜索體驗,并參與活動!

發表評論

  • 最新評論
  • 廣告
  • 廣告
  • 廣告
廣告
Copyright Big-Bit ? 2019-2029 All Right Reserved 大比特資訊公司 版權所有       未經本網站書面特別授權,請勿轉載或建立影像,違者依法追究相關法律責任  
北京pk10开奖现场 亲友湖南麻将苹果版本 黑龙江11选5加盟条件 女足世界杯比分2019 新能源汽车股票推荐 单机麻将四人打麻将 幸运pk10公式 北京麻将作弊器免费 山西省新11选5 金来源配资 河北大唐麻将大唐棋牌 网友nba比分直播 江苏快三计划老师骗局