作者：Frederik Dostal，ADI 現場(chǎng)應用工程師
本文將介紹一類(lèi)新的DC-DC轉換器，其中一個(gè)例子是LTC3336。它在待機模式下僅消耗約65 nA的電流，非常適合電池供電系統。
轉換效率是電源轉換器的一個(gè)關(guān)鍵特性。用于降壓轉換的常見(jiàn)開(kāi)關(guān)穩壓器（降壓轉換器）的轉換效率通常在85%到95%之間。能達到的效率很大程度上取決于可用電源電壓、要生成的相應輸出電壓以及所需的負載電流。然而，許多應用需要特殊類(lèi)型的轉換效率，對此有特殊的開(kāi)關(guān)穩壓器解決方案。這些部署需要針對低輸出功率進(jìn)行優(yōu)化的轉換器。始終在線(xiàn)的電池供電系統在待機模式下需要消耗的電流量通常非常低。實(shí)例包括測量橋梁振動(dòng)或檢測森林火災的傳感器。在此類(lèi)情況下，重要的是長(cháng)時(shí)間保持低電量放電。這一特性在依賴(lài)能量采集器作為能源的系統中尤為重要。
這種傳感器通常還通過(guò)無(wú)線(xiàn)電連接到其他設備。通常通過(guò)能量采集方式或電池供電的單個(gè)節點(diǎn)被鏈接起來(lái)，以跨越多個(gè)節點(diǎn)和長(cháng)距離傳輸信號。這些單獨的無(wú)線(xiàn)電節點(diǎn)必須始終以一種“睡眠模式”監聽(tīng)信號，當相應的信號出現時(shí)，它便切換到能耗較高的工作模式并傳播相應的信號。
圖1.一個(gè)帶有傳感器的系統，為傳感器持續供電的能量很低——例如，能夠檢測森林火災的傳感器。
LTC3336代表了一類(lèi)新的DC-DC轉換器。當產(chǎn)生輸出電壓且輸出端有低負載時(shí)，它在待機模式下僅消耗約65 nA的電流。圖2顯示了一個(gè)緊湊的電路例子，它從大約7 V的VIN產(chǎn)生2.5 V的輸出電壓。
圖2.靜態(tài)電流僅65nA的LTC3336降壓型轉換器產(chǎn)生2.5V的輸出電壓
此類(lèi)電壓轉換器通常情況下其輸出電壓不是通過(guò)電阻分壓器設置的，否則會(huì )浪費太多的能量。為了能夠設置不同的輸出電壓，使用引腳OUT0到OUT3。根據這些引腳的接線(xiàn)，輸出電壓可以步進(jìn)方式在1.2 V和5 V之間設置。
在許多能量采集應用中，必須保護能源免受過(guò)大電流負載的影響。有些電池或采集器只能提供有限的電流。如果超過(guò)這個(gè)特定的限流值，電壓會(huì )下降，或者在某些情況下，甚至會(huì )發(fā)生損壞。因此，限制電源轉換器的電流消耗是有意義的。LTC3336能以10 mA到300 mA的可調步長(cháng)限制輸入電流。此輸入電流限制類(lèi)似于輸出電壓，因為它可以通過(guò)IPK0和IPK1引腳的適當接線(xiàn)來(lái)設置。
圖3.即使負載電流僅為1 µA，從7.2 V到2.5 V的電源轉換效率也達到了大約70%
圖3中的效率曲線(xiàn)顯示了輸出電流非常低（如1 µA）時(shí)可以達到的效率。這就節省了大量能量，尤其是在長(cháng)時(shí)間工作和低負載的應用中。
結語(yǔ)
本文說(shuō)明，LTC3336在待機模式下僅消耗65 nA的電流，因而是電池供電系統的出色選擇。這意味著(zhù)，電池大小固定的電路可以工作更長(cháng)時(shí)間，或者能量采集器可以設計得更小，因而成本更低。 |
