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產(chǎn)品分類(lèi)

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類(lèi)型分類(lèi):
科普知識(shí)
數(shù)據(jù)分類(lèi):
DIP開(kāi)關(guān)

如何用負(fù)載開(kāi)關(guān)來(lái)節(jié)約能耗的應(yīng)用

發(fā)布日期:2022-04-26 點(diǎn)擊率:140


[導(dǎo)讀] 選擇負(fù)載開(kāi)關(guān)時(shí),需要確保它具有針對(duì)你的應(yīng)用的正確額定值。尤其要注意最大電壓、最大電流以及導(dǎo)通電阻 (RON)。在確認(rèn)負(fù)載開(kāi)關(guān)具有正確的電壓和電流額定值后,需要決定可接受的功率損耗(V = IR壓降)。

關(guān)鍵詞:負(fù)載開(kāi)關(guān)德州儀器

  由于物聯(lián)網(wǎng)的革命性突破,越來(lái)越多的器件可通過(guò)Wi-Fi?和Bluetooth?連接至云端。負(fù)載開(kāi)關(guān)的用途通常是在智能手機(jī)處于待機(jī)模式時(shí)禁用無(wú)線,或是應(yīng)用在其它高能耗子系統(tǒng)中來(lái)節(jié)約能耗,使器件的總功耗降低,從而使電池能夠更長(zhǎng)時(shí)間的供電。

  負(fù)載開(kāi)關(guān)的工作方式

  可以將負(fù)載開(kāi)關(guān)想象成一個(gè)電子燈開(kāi)關(guān),用途是打開(kāi)和關(guān)閉負(fù)載?;矩?fù)載開(kāi)關(guān)只有四個(gè)引腳:VIN,VOUT,ON和GND。圖1顯示的是更加復(fù)雜負(fù)載開(kāi)關(guān)中的功能。把負(fù)載開(kāi)關(guān)接通,即通過(guò)將ON置為高電平會(huì)使電流從VIN流向VOUT。但斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí),沒(méi)有從VIN流向VOUT的電流,并且所有下游器件也被關(guān)閉。負(fù)載開(kāi)關(guān)的待機(jī)功耗有效地取代了VOUT上負(fù)載的待機(jī)功耗。

普通負(fù)載開(kāi)關(guān)方框圖

  圖1:普通負(fù)載開(kāi)關(guān)方框圖

  你到底節(jié)省了多少電能?

  一個(gè)真實(shí)使用環(huán)境中的示例:我們假定有一個(gè)睡眠模式時(shí)的流耗為5μA的WiFi或Bluetooth射頻電路。我將使用TPS22915負(fù)載開(kāi)關(guān)來(lái)比較使用負(fù)載開(kāi)關(guān)和不使用負(fù)載開(kāi)關(guān)時(shí)的省電情況。在沒(méi)有負(fù)載開(kāi)關(guān)時(shí),射頻處于待機(jī)或睡眠模式時(shí)的功耗大約為5μA,與上文提到的一樣。在TPS22915的數(shù)據(jù)表中,I SD(關(guān)斷電流)的典型值為0.5μA。不要將它與額定值為7.7μA的IQ或靜態(tài)電流相混淆,IQ 是負(fù)載開(kāi)關(guān)的有源功耗。通過(guò)增加TPS22915(圖2),耗電量減少了10倍!

使用和不使用負(fù)載開(kāi)關(guān)時(shí)待機(jī)功耗的比較

  圖2:使用和不使用負(fù)載開(kāi)關(guān)時(shí)待機(jī)功耗的比較

  現(xiàn)在我們假定我們的Wi-Fi芯片性能有所降低,并且在待機(jī)或睡眠模式時(shí)流耗接近250μA。那么添加TPS22915現(xiàn)在可以將能耗降低500倍!通過(guò)節(jié)約能耗,用戶(hù)可以通過(guò)使用更小的電池來(lái)縮小終端設(shè)備的尺寸,或者延長(zhǎng)兩次充電間的待機(jī)時(shí)間。

  哪一款負(fù)載開(kāi)關(guān)適合你?

  選擇負(fù)載開(kāi)關(guān)時(shí),需要確保它具有針對(duì)你的應(yīng)用的正確額定值。尤其要注意最大電壓、最大電流以及導(dǎo)通電阻 (RON)。在確認(rèn)負(fù)載開(kāi)關(guān)具有正確的電壓和電流額定值后,需要決定可接受的功率損耗(V = IR壓降)。TI提供多種負(fù)載開(kāi)關(guān)可供選擇;此系列產(chǎn)品中最新的一款器件是TPS22915。TPS22915具有38mΩ的RON典型值。對(duì)于1.5A負(fù)載,負(fù)載開(kāi)關(guān)上的壓降為57mV (V=1.5A * 38mΩ)。將3.3V,1.5A施加在VIN上,VOUT的值為大約3.24V。

  隨著負(fù)載電流增加,負(fù)載開(kāi)關(guān)的RON變得越來(lái)越重要,這是因?yàn)閴航蹬c電流成比例。這也是TPS22915在電壓為3.3V時(shí)的RON 比相似的負(fù)載開(kāi)關(guān)低31%的重要性所在。在不使用TPS22915時(shí),VOUT 的值將大約為3.21V,而不是3.24V。圖3中比較了VIN上的RON。

技術(shù)處于領(lǐng)先的5.5V WCSP-4負(fù)載開(kāi)關(guān)VIN上的RON比較

  圖3:技術(shù)處于領(lǐng)先的5.5V WCSP-4負(fù)載開(kāi)關(guān)VIN上的RON比較

  閱讀負(fù)載開(kāi)關(guān)操作說(shuō)明書(shū)的基本知識(shí),了解更多與負(fù)載開(kāi)關(guān)相關(guān)的內(nèi)容,加入德州儀器在線技術(shù)支持社區(qū)負(fù)載開(kāi)關(guān)論壇,搜索解決方案,了解專(zhuān)家們的觀點(diǎn)。


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