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[参考译文] 为低电流消耗应用选择合适的直流/直流升压

Guru**** 689970 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS610981, TPS61021A, TPS61098, TPS61099, TPS61023
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/power-management-group/power-management/f/power-management-forum/920832/choosing-the-right-dc-dc-boost-for-low-current-consumption-application

主题中讨论的其他器件:TPS610981TPS61021ATPS61098TPS61099TPS61023

您好!

我正在为物联网应用开发电池供电型产品、需要选择合适的直流/直流升压稳压器(3V3)。 规格如下所示。

最大的问题是、我找不到能够提供500mA 电流并在低电流5uA 时具有良好效率的合适升压转换器。 我已经尝试过 WEBENCH 电源设计器工具、但没有取得很大的成功。  

我正在开发的电路板将用于定期向服务器发送数据(使用蜂窝模块)。 当发送/接收激活时、该模块将消耗大约500mA (峰值电流)。 这只会在很短的时间内发生。 大约99.7%的时间、模块将处于空闲模式、消耗的电流仅为5uA。 在这种低电流下、直流/直流升压的效率至关重要。

规格:

  • VIN、min = 2、0V
  • VIN、max = 3、2V
  • VOUT = 3、3V (固定或可调类型)
  • Iout、min = 5uA (整个时间的99.7%处于此模式);我在这里需要良好的效率(至少50%、包括所有静态电流)
  • 输出电流、平均值= 140mA (仅占整个时间的0.03%);效率应至少为93%(包括所有静态电流)
  • 输出电流、峰值= 500mA、直流/直流应能够在短时间内(例如100ms)提供此电流、效率应约为90%(包括所有静态电流)

在 TI 支持的帮助  下、我们已经将直流/直流升压的选择范围缩小到了 TPS610981或 TPS61021A。  

TPS610981 当然是更好的选择、因为输入电压和输出电压下的静态电流非常低。 但是、由于 Webench 电源设计器中不提供该功能、我无法在5uA 电流和不同电压下正确计算效率。 此外、根据数据表、我不确定该升压稳压器是否能够在 Vin=2、0V 时提供500mA 电流、这正是我所需要的。 我是否正确阅读了这些数据表图表?

TPS61021A 是首选、因为它更便宜。  我正在尝试借助应用报告计算5uA 负载的电流消耗(计算和测量升压转换器的空载输入电流)。 我对该公式中使用效率的理解有一些困难。 我应该使用13.1%(根据在2、1V 输入和3、3V 输出、5uA 下的 Webench 计算)还是其他什么?

请帮我计算两个稳压器在5uA 时的效率。 此外、您能否确认这两个稳压器是否符合我的规格、如果符合、哪一个更好。 如果有更好的稳压器可用、请告诉我。

提前感谢、

法律上

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    尊敬的:

    TPS61099怎么样? 与 TPS61098类似、它具有超低静态电流、但具有更大的电流能力。  

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    您好!

    我已检查 TPS61099 (可调节)和 TPS610994 (固定)版本。 该升压稳压  器在静态电流方面很好、但不符合我对电压范围和最大电流的要求。

    根据数据表和 Webench 电源设计器、输入电压范围为2、1V - 3、2V 时、我无法获得500mA 峰值电流。 您是否有任何其他解决方案可满足此要求?

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    尊敬的:

    webench 根据最坏情况进行计算。 对于此类电压范围、500mA 刚好在拐角处。   

    TPS61023应具有足够的电流能力、但恐怕 IQ 会更大一点。

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    您好!

    那么、您认为 使用 TPS610994时、我可以在短时间内获得500mA 电流(例如100ms)吗?

    如果我在该升压稳压器上使用3.2V 输入、会发生什么情况、因为 Webench 不允许我使用该电压(根据 Webench、最大电压为3、1V)。

    从 TPS610994的数据表中、我还发现 效率曲线从9uA 开始。 如果负载为5uA、会发生什么情况?

    我使用 Webench 检查了 TPS61023、但没有取得太多成功。 根据我的参数、设计不稳定(因为相位裕度)。

    以便清晰地显示内容。  Webench 中计算出的参数 Iin Avg (平均输入电流)是否还包括流入 VIN 和 VOUT 的静态电流?

    再次感谢您的帮助。

    此致、法律上

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    [引用用户="jure Savli"]

    那么、您认为 使用 TPS610994时、我可以在短时间内获得500mA 电流(例如100ms)吗?

    [mq]我使用 TPS610994的最小电流限制和典型效率进行计算。 当输入电压为2.1V 时、它可以提供3.3V/476mA 的电流。 这就是为什么我说它就在拐角处。 但不幸的是、如果负载为500mA、并且它满足最坏的情况、则 Vout 将下降。

    如果我在该升压稳压器上使用3.2V 输入、会发生什么情况、因为 Webench 不允许我使用该电压(根据 Webench、最大电压为3、1V)。

    [MQ]如果 Vin=3.2V 甚至是高电平、它就可用。 Webench 可能存在一些错误。 我会注意到这一点并向 webench 团队提供反馈。

    从 TPS610994的数据表中、我还发现 效率曲线从9uA 开始。 如果负载为5uA、会发生什么情况?

    [mq]我检查了 TPS61099的数据库、当 Vin=2~3.2V、Vout=3.3V、Io=5uA 时、效率为42-46%。 对于 TPS610994、集成了改进型反馈电路时、效率可能会更高一些。

    使用 Webench 检查了 TPS61023、但没有取得太多成功。 根据我的参数、设计不稳定(因为相位裕度)。

    [MQ] TPS61023可以处理这种情况。 您可以放大电容器以使其正常工作。

    以便清晰地显示内容。  Webench 中计算出的参数 Iin Avg (平均输入电流)是否还包括流入 VIN 和 VOUT 的静态电流?

    [mq]很难说、尤其是对于这种轻负载情况。 数据表中的数据更可靠。  

    [/报价]

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    您好!

    感谢您的详细回答。 现在情况更加清晰。  

    此致