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TOREX（特瑞仕）電源芯片在物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的應(yīng)用
背景概述
IOT正在徹底改變和改善我們的工作和生活方式，但是只有通過(guò)普遍、靈活、長(zhǎng)期的無(wú)線連接才能實(shí)現(xiàn)。 其核心是一種名為IoT模塊的小型設(shè)備，它負(fù)責(zé)將幾乎所有內(nèi)容與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接。 在廣泛的無(wú)線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)下，IoT模塊提供了多種可能影響物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用成功的功能。 因此TOREX電源芯片在為傳感器、MCU、無(wú)線通信各功能供應(yīng)超低消耗工作且高效電源的同時(shí)，電池控制、監(jiān)視也變得重要。 在此，將示例一種解決方案，其添加了一般且適合電池長(zhǎng)期工作的電源配置及切斷運(yùn)輸和不使用時(shí)的電源消耗的功能。
應(yīng)用案例與產(chǎn)品特性介紹
框圖注釋
電路框圖（a）是可將MCU直接連接到電池的情況。簡(jiǎn)單的IoT/安全/可穿戴/醫(yī)療的小型器件多為這種結(jié)構(gòu)。近年來(lái)，在1.8V～3.8V的大范圍內(nèi)工作的MCU越來(lái)越多，這種情況下，無(wú)需使用電源IC，即可直接連接到電池使用。對(duì)此，RF和傳感器需要3.3V的固定電壓，即使工作電壓寬也為了要滿足規(guī)格，大多需要一定電壓以上的電壓，即需要升壓IC。
RF和傳感器不會(huì)一直工作，有時(shí)RF也會(huì)每天通信一次，而且是幾秒鐘。即使看起來(lái)像一直在工作，其實(shí)有很多情況是通過(guò)細(xì)致地ON/OFF控制降低消耗電流，使電池耐用。為實(shí)現(xiàn)上述工作，在需要時(shí)，MCU將對(duì)RF和傳感器的工作進(jìn)行ON/OFF控制。停止時(shí)，不僅會(huì)停止RF和傳感器的功能，還會(huì)使升壓IC及穩(wěn)壓器停止工作，可長(zhǎng)時(shí)間使用電池。
要抑制工作時(shí)的紋波，使其噪聲頻率恒定，PWM固定型適合。如果輕載的工作狀態(tài)存在，則使用PWM/PFM轉(zhuǎn)換（自動(dòng)切換工作模式）型。要抑制EMI，并使其小型化，線圈一體型適合。
推薦升壓 DC/DC：
● XCL102: PWM, 線圈一體型
● XCL103: PWM/PFM, 線圈一體型
● XC9141: PWM, 外置線圈
● XC9142: PWM/PFM, 外置線圈
關(guān)于LDO
為了使RF和傳感器的電源噪聲更低，有時(shí)會(huì)在升壓IC的后級(jí)使用穩(wěn)壓器。 具有高紋波抑制比/低噪聲并且良好的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)特性的高速LDO最適合于消耗電流的陡峭變化的RF部位。 傳感器用途中100kHz以上的噪聲重要的情況下，也有高頻噪聲低的低消耗型比高速型更適合的情況。
穩(wěn)壓器
● XC6233: 高速
● XC6215: 低消耗
關(guān)于RESET IC
監(jiān)視電池電壓，電壓下降時(shí)，向MCU發(fā)送信號(hào)。使用超低消耗型，抑制對(duì)電池的負(fù)擔(dān)。
MCU的電源電壓與正在監(jiān)視的電壓相同，所以可使用CMOS輸出型。CMOS輸出型無(wú)需上拉電阻，不會(huì)有流過(guò)上拉電阻的消耗電流。也減少零部件，N溝開(kāi)漏產(chǎn)品在電池電壓下降時(shí)輸出“L”時(shí)，使用的上拉電阻的會(huì)有電流流過(guò)消耗電流會(huì)增加，會(huì)影響電池壽命?！ ?/p>
MCU中也有UVLO和A/D轉(zhuǎn)換器等能監(jiān)視電壓的產(chǎn)品，作為低消耗電壓監(jiān)視和功能安全，MCU外部需要監(jiān)視功能時(shí)，電壓檢測(cè)器很有用。
電壓檢測(cè)器
● XC6136 C型： Iq～100nA （C型 : CMOS輸出）
關(guān)于改善電池的耐久性的解決方案 / Push Button Load SW?！?/p>
電路框圖（b）是一種通過(guò)添加Push Button負(fù)載開(kāi)關(guān)，功能追加和大幅度改善電池的耐久性的解決方案。
為了共享MCU控制和按鈕控制需要開(kāi)關(guān)引腳右側(cè)的SBD和MCU的VDD的上拉電阻是需要的。
Push Button 負(fù)載開(kāi)關(guān)
?● XC6194: 1A SW內(nèi)置
● XC6193: 支持外置Pch驅(qū)動(dòng)大電流
本解決方案具有以下很大的優(yōu)點(diǎn)：
1、防止從產(chǎn)品出貨到開(kāi)始使用的電池放電
被稱為“Storage模式”、“Ship模式”。最適合不能拆卸電池的設(shè)備。此時(shí)的消耗電流幾乎為0，通過(guò)按下按鈕，即可開(kāi)始使用。當(dāng)然，可與此IC共享MCU控制用的按鈕。
2、可用作主電源ON-OFF開(kāi)關(guān)
可用按鈕代替機(jī)械開(kāi)關(guān)進(jìn)行ON-OFF。例如，最適合防水設(shè)備。MCU可向SHDN引腳發(fā)送信號(hào)，并關(guān)閉Push Button負(fù)載開(kāi)關(guān)。此外，我們還準(zhǔn)備了可通過(guò)長(zhǎng)按按鈕關(guān)閉Push Button負(fù)載開(kāi)關(guān)的類型。
3、解除死機(jī)
設(shè)備死機(jī)等異常時(shí)，可有效利用長(zhǎng)按按鈕的OFF功能。選擇長(zhǎng)達(dá)5秒或10秒的類型誤操作而關(guān)閉的可能性會(huì)降低，適用于死機(jī)對(duì)策。關(guān)閉后，再次按下按鈕即可使之正常啟動(dòng)。并且Push Button負(fù)載開(kāi)關(guān)作為對(duì)電池有益的功能，具有以下特點(diǎn)：
● 通過(guò)沖擊電流防止功能，抑制啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流
● 啟動(dòng)完成后有PG引腳輸出可起動(dòng)使下一級(jí)電源IC和MCU工作。
● 1.2V UVLO功能讓Push botton負(fù)載開(kāi)關(guān)進(jìn)入Shutdown狀態(tài)，有防止電池漏液的效果。
● VOUT大幅下降時(shí)，通過(guò)輸出短路保護(hù)功能進(jìn)行Shutdown保護(hù)。
如上所述，即使是以直接連接到電池工作的MCU為核心的簡(jiǎn)單的IoT器件，稍微花點(diǎn)功夫就可進(jìn)一步改善電池的耐久性和容易滿足小型高靈敏度要求。
供貨渠道
上海豐寶電子信息科技有限公司創(chuàng)辦于1998年5月，本土知名的元器件代理商?？偛课挥谏虾?，在北京、深圳、蘇州、香港、臺(tái)灣設(shè)有分公司，并在廣州、東莞、廈門、南京、杭州、 武漢、西安等15個(gè)城市設(shè)有辦事處。公司主營(yíng)電子元器件世界品牌在中國(guó)大陸的代理銷售，并致力于代理芯片產(chǎn)品的應(yīng)用設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，整體解決方案在通訊、家電、工業(yè)控制得到廣泛應(yīng)用。公司的主要代理品牌有Bourns、Winbond、Omron、Knowles、U-blox 、Nuvoton、Digi和Torex等。
豐寶電子系上海市高新技術(shù)企業(yè)，2003至2014年連續(xù)十二年被《國(guó)際電子商情》評(píng)選為“讀者最滿意的十家大陸電子元器件分銷商”。在2008至2011年三次獲得“Omron優(yōu)秀代理商銷售獎(jiǎng)”，2009至2012年三次獲得“SGMC杰出成長(zhǎng)獎(jiǎng)”，2010年榮獲“Bourns杰出業(yè)績(jī)獎(jiǎng)”，2011年榮獲“NXP年度增長(zhǎng)最快ID獎(jiǎng)”，2012年榮獲“NXP最佳FAE支持團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)”，2013榮獲 Torex合作伙伴獎(jiǎng)。豐寶電子視誠(chéng)信經(jīng)營(yíng)為企業(yè)至高榮譽(yù)，一直致力于上海市“誠(chéng)信創(chuàng)建企業(yè)”工作認(rèn)定，截止到2017年已榮升為五星級(jí)企業(yè)。
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