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如何使用WEBENCH为超低功耗应用设计近100%的占空比
发表时间:2019-03-15 09:36     阅读次数:

  例如,假设有两节锂★△◁◁▽▼-二氧化锰(Li-MnO2)电池为智能电表供电。Li-MnO2电池是一次性非充电电池,由于使用寿命较长(长达20年),再加上比锂亚硫酰氯电池更具

  超低静态电流(IQ)DC/DC转换器可帮助您设计电池寿命长达20年的应用。智能电表应用的负载曲线并非连续负载,而是可变负载曲线。为了延长•●电池寿命,系统仅会偶尔消耗高电流(发送无线信号或启动阀门),然后再回到极低负◆▼载状态。此类负载曲线能够☆△◆▲■在微安培范围内实现低平均电流消耗。在这种轻负载下的高效率需要超低静态电流IQ,尤其是在关断时间内。关断时间内的电流消耗可能远低于平均电流消耗。

  德州仪器的 TPS62840 超低功耗降压转换器的工作IQ仅为60 nA,可以调节3.3-V电源•□▼◁▼轨。TPS62840在100%模式下具有极低的静态电流IQ - 150 nA ,进一步延长了电池续航时间。

  为了更好地帮您设计和模拟超低电源电路,WEBENCH? Power Designer 这款在线工具可根据您的规格创建定制电源设计。

  在我们的示例中,每节电池的平均电压约为3.0 V。新电池的初始电压▲=○▼约为3.2 V,完全放电后★▽▲●…△…◇电压可降至2 V以下。假设每节电池放电降至1.8 V且新电池的电压为3.2 V时,请将这些参数输入WEBENCH Power Designer(图2)。

  在WEBENCH?PowerDesigner搜索工具中使用3.6 V最小输入电压可产生51种可能的器件,但TPS62840并非其中□◁一种。 这是为什么?

  通过首检后,复检将验证计算的占空比是否大于降压转换器数据表中规定的最大占空比。对于可在100%占空比模式下工作的降压转换器,99.9%用作●阈值。计算•☆■▲占空比时包括损耗。这增加了WEBENCH Power Designer中计算的占空比,远远高于理想的VOUT/VIN。

  由于最小VIN低于VOUT,设计更新失败。此设计未通过WEBENCH的首检。

  该设计不会更新,因为计算时的占空比包括高◆■侧MOSFET RDSON和电感器DCR等损耗。此处,占空比值▪•★大于99.9%。此设计未通▲★-●过WEBENCH的复检。

  这两种解决方案都能使WEBENCH Power Designer使用TPS62840进行设计。在实际应用中,在100%下模式工作是正常的并且通常是可接受的,以便使电池完全放电。在100%模式下,降压转换器的输出电压随着电池电压的降低而降低。但这仍然适合大多数负载的系统规格。

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