摘要

　　本文介紹如何在現(xiàn)有系統(tǒng)中添加nanopower轉(zhuǎn)換器以延長器件的電池壽命，從而將電池運行時間延長多達20%,。

　　采用電池供電的電路必須具備高能效,，這樣電池才能長時間持續(xù)供電。為此,，應(yīng)當(dāng)選擇節(jié)能型元器件并將其整合到系統(tǒng)中,。電路中的構(gòu)建模塊越少,，整個系統(tǒng)的能效就越高。圖1所示的電水表就是一種電池供電設(shè)備,。該系統(tǒng)采用MAX32662微控制器,，僅有一個電源電壓。輸入電壓介于1.71 V和3.63 V之間,。

　　圖1.電池供電水表中集成固定電壓穩(wěn)壓器的微控制器

　　微控制器可以直接由電池供電,，電池根據(jù)溫度和充電狀態(tài)提供2 V至3.6 V的電壓。電路中只需要很少的額外元件,，因此可實現(xiàn)非常高的整體系統(tǒng)效率,。然而，微控制器的電流消耗在很大程度上與實際電源電壓無關(guān),。微控制器的工作電壓是2 V還是3.6 V,，對此IC都沒有影響。

　　對于類似這樣的情況,，可以使用新型nanopower開關(guān)穩(wěn)壓器,。此類開關(guān)穩(wěn)壓器可以將電池電壓高效轉(zhuǎn)換為較低值，例如2 V,。nanopower開關(guān)穩(wěn)壓器在輸出端為微控制器提供所需的電流,，但電池側(cè)電壓越高，需要的電流越小,。圖2顯示了添加高效nanopower開關(guān)穩(wěn)壓器MAX38650后的水表電路,。

　　圖2.添加nanopower穩(wěn)壓器

　　添加此IC后，可顯著延長電池壽命,。電池壽命可輕松延長20%或更多,。由于影響參數(shù)眾多，例如溫度,、峰值電流,、傳感器周期性關(guān)閉等，確切的節(jié)能效果因情況而異,。這里起決定性作用的是添加的DC-DC轉(zhuǎn)換器的靜態(tài)電流,。如果開關(guān)穩(wěn)壓器的能耗太大，預(yù)期的節(jié)能收益就會消失,。

　　圖3顯示了一個采用MAX38650 nanopower穩(wěn)壓器的電路,。顧名思義，該IC的靜態(tài)電流為納安級,。運行期間,，開關(guān)穩(wěn)壓器僅消耗390 nA的靜態(tài)電流。當(dāng)DC-DC轉(zhuǎn)換器可以關(guān)斷時，它只需要5 nA的關(guān)斷電流,。這種nanopower電壓轉(zhuǎn)換器非常適合在類似圖1所示的系統(tǒng)中實現(xiàn)節(jié)能,。

　　圖3.nanopower穩(wěn)壓器電路

　　如圖3所示，電路僅需要少量無源外部元件,。僅使用RSEL引腳上的一個電阻來設(shè)置輸出電壓,，并未使用電阻分壓器。電阻分壓器會消耗相當(dāng)多的電流,，根據(jù)電壓和電阻的不同,，此電流可能大大超過MAX38650的靜態(tài)電流。因此,，該IC使用可變電阻,，僅在電路接通時短暫檢查此電阻。該IC通過以下方式檢測設(shè)定點輸出電壓值：在接通期間的短時間內(nèi),，使200 μA的電流流過該可變電阻,。然后測量所產(chǎn)生的電壓，并將其存儲在IC內(nèi)部,。這意味著,，在通過常規(guī)分壓器運行期間不會有能量損失,。

　　通過添加電壓轉(zhuǎn)換器,，可以提高系統(tǒng)效率并延長電池續(xù)航時間。

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