Aunque la corriente de reposo es usualmente insignificante, es un factor importante en la administración de la vida útil de la batería en dispositivos portátiles, con la proliferación de dispositivos pequeños e inteligentes que hacen que la vida útil de la batería sea un centro de atención.
¿Qué hace posible todas las discusiones y tendencias de los wearables y el Internet of Things (IoT)? Los parches médicos que miden la temperatura corporal, administran insulina y monitorean la frecuencia cardíaca deben funcionar de manera confiable durante largas horas.
Además, estos dispositivos para el paciente antes de su uso, y se almacena generalmente en un compartimiento de almacenamiento en el botiquín mucho tiempo. En uso, el usuario debe estar seguro de que los médicos y los medios efectivos de su batería en buen estado. Del mismo modo, reloj inteligente, el oído Los auriculares y los controladores de videojuegos deben poder usar periodos de tiempo más largos entre cargas (Figura 1).
Reloj inteligente y auriculares La Figura 1 es un ejemplo de un sistema en el que la duración de la batería es de suma importancia.
¿Alguien quiere seguir cargando o detenerse cuando sea necesario? Imagine la situación incómoda que debe detenerse para cargar durante el Triatlón.
Además, los medidores de electricidad dispositivo, detectores de gas y de automatización de edificios sistemas, así como un gran número de sensores de campo, deben ser capaces de un funcionamiento fiable en el campo, estos dispositivos tienden a seguir operando en el fondo, no se le cobrará y mantenimiento frecuente de la atención de la salud y la biotecnología detectado pruebas de vestir y ambiental, casi todos los dispositivos IO se basan en las baterías, la batería debe ser capaz de forma fiable en diversas condiciones, trabajos de larga duración. de hecho, el problema de la duración de la batería ha alcanzado un punto crítico.
Datos según la firma de investigación de mercado Análisis de la Industria Global (Global Industry Analysts) para promover la era actual de la demanda emergente redes inalámbricas cada vez más popular para la acción. Productos portátiles que funcionan con baterías tamaño del mercado en todo el mundo en 2020 llegará a $ 8,654 millones de hogares en dos corrientes el uso de 30 a 60 células. Por supuesto, cada unidad tiene sus propios patrones de uso de energía únicas. duración de la batería que se va a revisar cómo se calcula, y analizar por qué la corriente de reposo es muy importante.
Afectar el sistema de consumo de energía de reserva y la corriente de reposo es crítica
Después de la terminación de la fabricación, muchos permanecen en la IO dispositivo de nodo de modo de apagado, normalmente se almacena en el estante hasta que se abre y se utiliza para vender estos dispositivos en un modo de espera mayor parte del tiempo durante la vida, o la realización de ciertas acciones transmiten periódicamente los datos a la nube para dispositivos de vigilancia de la salud, portátiles usados por el usuario en un lapso de tiempo relativamente corto durante el entrenamiento, especialmente en vista de esto, es necesario explorar maneras de alimentar el dispositivo cuando las mejoras en el modo pasivo.
La duración de la batería del diseñador del sistema calcula el conjunto de control central de funcionamiento (por ejemplo, un microcontrolador), la corriente asociada sensores del sueño y sueño profundo y la radio, sino también a cooperar con el microcontrolador. Por supuesto, la fuente de alimentación para todos los circuitos funcionales del sistema , sino que también es crucial. a pesar de que el consumo de corriente de trabajo es un factor importante para extender la duración de la batería, pero afectó a las horas de funcionamiento de la cantidad final de tiempo bajo varios modos de consumo de energía. Si las funciones del sueño y sueño profundo ocupan más tiempo, cada La corriente de reserva del componente es crucial.
En este caso, la corriente de reposo del sistema de energía es el factor más grande que afecta al consumo de energía en espera. Por ejemplo, supongamos que un sistema de 40mAh, botón de 1,55 V de la batería de óxido de plata, la vida útil de 1 año (que se muestra en la Fig. 2 es una perilla de tipo botón). Si la corriente absorbida de unos 4μA, la corriente disminuye microamperios 1, la vida útil puede extenderse portátil cerca de tres meses.
La celda de monedas en la Figura 2 alimenta dispositivos portátiles que necesitan una operación a largo plazo.
Generalmente incluye un regulador de fuente de alimentación, por ejemplo, impulso o regulador de conmutación buck, o una baja caída (LDO). Algunos de potencia tiene una administración de energía IC (PMIC), que implica más estructura de poder, e incluso puede tener una carga de la batería Dispositivo.
A diferencia de la corriente de apagado de corriente inactiva, no se puede activar en ningún momento
Cuando la fuente de alimentación está en modo de espera, el consumo de energía debido a la decisión corriente de reposo (IQ), lo que significa que el estado estacionario del circuito, este caso no conducir cualquier carga, no la conmutación de entrada de corriente de reposo, aunque pequeña, pero afecta sustancialmente el sistema a la luz Eficiencia de transmisión de potencia en condiciones de carga.
A veces confuso corriente de reposo y la corriente de reposo actual OFF, el sistema está en un estado inactivo, pero listo para despertar y tomar medidas, que por lo general es deseado por el estado del dispositivo de usuario; por el contrario, cuando la corriente se apaga, se refiere a un dispositivo en un sueño Estado.
Los diseñadores utilizan la evaluación consumo de energía de corriente de reposo con una carga ligera, el dispositivo informático está apagado usando la corriente de apagado y la duración de la batería cuando una batería está conectada al regulador.
Para extender la duración de la batería, controlador de bajo consumo de energía, sensores, radio, y el diseño eficiente de energía. Tecnologías nodo proceso de fabricación CMOS avanzada como el diseño, también ayuda a reducir el consumo de energía total del producto, y por lo tanto prolongar la vida útil de la batería. Algunos diseños La división optó por utilizar convertidores impulso para extender la vida útil de la batería cuando el voltaje de la batería cae a un nivel inferior.
Sin embargo, este método en realidad puede dar como resultado una mayor corriente de reposo y una fuga de batería más rápida si el convertidor seleccionado no es correcto, y la especificación del producto final es otra consideración importante. Los consumidores y los diseñadores se ven obligados a elegir entre más Productos más pequeños, ligeros y ligeros. La dificultad es que la batería del dispositivo suele ser el componente más grande y más pesado en la placa de circuito del dispositivo. Por supuesto, cuanto menor sea el tamaño de la batería, menor será su capacidad, que está relacionada con los mayores requisitos de duración de la batería. Es contradictorio. Así que los diseñadores deben sopesar la relación entre la capacidad y el tamaño de la batería y las técnicas eficaces de administración de energía. Mejorar la eficiencia energética del sistema es una forma común de extender la vida útil de la batería.
Es importante prestar mucha atención al indicador de corriente de reposo de un regulador de potencia, como un convertidor elevador, y cuanto menor sea la corriente, mayor será la vida útil de la batería. Por lo tanto, es necesario proporcionar una corriente de reposo menor y menor que los productos actualmente disponibles en el mercado. la tecnología, en particular. en este caso, el nivel actual, incluso bajo mA no es suficiente para afectar la vida de la batería para las necesidades de hoy en día el diseño ultra-pequeño. portátiles de hoy en día, los teléfonos y la IO de nivel de diseño tan bajas como Nai Anpei actual.
El convertidor elevador es un convertidor CC-CC con un voltaje de salida superior al voltaje de la fuente. En cuanto al mercado de convertidores impulsores, el circuito de administración de potencia de sobrealimentación VIN (5V) es el de mayor crecimiento basado en datos de análisis de la industria (Figura 3) Predicción del volumen de negocios del convertidor). En función de los requisitos de la aplicación IoT que impulsan este crecimiento, los diseñadores buscan convertidores impulsores que ofrezcan rieles con menor voltaje, mayor duración de la batería y tamaños de solución más pequeños.
Figura 3: pronóstico de rotación global del convertidor de impulso
Benefíciese de los nanoamperiados touchdowns de diseño de redes / tamaño ultrapequeño
La selección adecuada de conversores de refuerzo que extienden efectivamente la duración de la batería requiere una cuidadosa atención a algunas condiciones clave, incluida la corriente de reposo: cuanto menor sea la corriente, mayor será la duración de la batería del sistema en modo de espera. Esta característica aumenta la eficiencia y extiende la vida útil del producto final, ahorrando costosos componentes externos como parte integral del convertidor, el rango de voltaje de entrada permite el uso de una batería casi agotada Operación; Eficiencia - Midiendo VIN, VOUT e IOUT, cuanto mayor sea el porcentaje, mejor será la duración de la batería (mejor que 90% a μA).
También es importante comprender el rendimiento de los proveedores en el campo de las tecnologías de administración de energía. Los proveedores de confianza tienen una larga historia de proporcionar tecnología avanzada a clientes de todos los tamaños e industrias y continuar mejorando sus conocimientos y productos a lo largo del tiempo. Algunos proveedores también son Los clientes proporcionan herramientas de simulación en línea para evaluar las curvas de eficiencia y los costos de la lista de materiales (BOM) en función de sus pautas de diseño, lo que permite el prototipado rápido de varios tamaños si hay un sistema de evaluación y una placa de evaluación disponibles. El diseño sensible al tamaño también es crucial.
Maxim ahora proporciona convertidor elevador DC-DC, tiene una baja corriente de reposo (300nA) y una verdadera tecnología de apagado (True apagado), ideal para los requisitos de batería de larga duración de las aplicaciones que funcionan con baterías. MAX17222 Nanopower regulador elevador tener 0.5A el límite máximo inductor de corriente (Fig. 4) la técnica de montaje usando cierto apagado, cuando se desconecta la salida y la entrada, no hacia adelante o inversa de voltaje de salida de corriente por una selección de la resistencia estándar del 1%. MAX17222 ha permitido después de la protección transitoria de inicio (ETP), en función de la corriente de carga, cuando la tensión de entrada cae por debajo de 400 mV permite que la salida permanece dentro de los límites de regulación. impulsar convertidor usando 0,88 × 1.4mm2, embalaje a nivel de oblea 6 protuberancia y el pasador 6 UDFN encapsulación, la máxima eficiencia de 95%, para minimizar la disipación de calor.
La figura 4 Nanopower un diagrama de bloques de un convertidor elevador
En la búsqueda de formas de extender la vida de la batería en el diseño del futuro, el impacto no puede ser ignorada corriente de reposo. Las propiedades eléctricas del producto final es muy importante entender de antemano, que se esforzará para proporcionar dirección. Al considerar los componentes utilizados, deben ser utilizados a nivel Naian Pei la gama del circuito de corriente de reposo más bajo mínima de reposo de apagado actual verdadero, de alta eficiencia en combinación indicadores de rango y nivel μA bajo voltaje de entrada diseñado para ayudar a satisfacer al cliente proporcionan un tiempo de funcionamiento largo por carga del producto inteligente, conectado en red .