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[参考译文] LP5907：基于电池的超低功耗系统所需的稳压器

admin
Guru**** 2378650 points
Other Parts Discussed in Thread: LP5907, TPS22916, TPS7A37, TLV757P, LP5912, TPS62122, TPS62740
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/640649/lp5907-voltage-regulator-for-battery-based-very-low-power-consumption-system---needed

器件型号：LP5907
主题中讨论的其他器件： TPS22916、 TPS7A37、 TLV757P、 LP5912、 TPS62122、 TPS62740

您好！

我正在开发一款完全依靠电池运行的超低功耗产品。 我们的产品中有一个射频通信外设。 我们产品在各种情况下的功耗值如下所示。 从表中可以看到、我们的产品将处于睡眠状态的时间超过90%。 为此、我开始采用 LP5907MFX-3.0并在电路板上使用相同的器件、以实现快速的概念验证。 不过、我知道 LP5907不适合超低功耗应用。 LP5907的功耗如下所示、效率较低。 为了供您参考、我还简要介绍了我们产品中使用的 LP5907电路。

我们可以灵活地为电池选择合适的容量、但电池的空间和成本是决定因素之一。 基本而言、我们希望产品的寿命至少为10年、因此产品的功耗必须非常低。 因此、我正在寻找一个非常高效的稳压器电路来满足我们的需求。 您能不能建议使用任何合适的稳压器、尤其是对于极低功耗应用？

3.7V 电池的功耗
系统状态 电流消耗、包括 LP5907 (近似值) 每天的持续时间(大约)

LP5907MFX-3.0 (大约)

射频通信 50mA 1分钟 5mA
激活 15mA 120分钟(2小时) 1mA
空闲 10mA 5分钟 1mA
睡眠 1mA 22时 0.2mA

后来又有一个疑问。 我们提供了产品的路线图、其中我们可能会向上述系统添加另一个组件、该组件可以在一天内获取500mA 的电流10秒。 我是否可以获得任何合适的低功耗稳压器、即使是为了满足这种更高的峰值电流要求、但系统的功耗极低(1mA)时间超过90%？ 如果是、请建议您也使用此类稳压器作为我的参考。

此致、

Vikas Chandra Rao。

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    TI__Guru**** 2378650 points
    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。

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    TI__Guru**** 2378650 points
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    基本上、LP5907的输入和输出电流保持不变。 因此、我认为在上表中注意 LP5907电流可能会令人困惑。 相反、为了更好地理解、我在下面更新的表中记录了 LP5907的功耗。 请考虑此表供您参考。 在 LP5907的输入端、电池电压为4V、LP5907的输出电压为3V。 (上表中的更改以红色突出显示)

    3.7V 额定电池的功耗(测得的电压为4V)
    系统状态
    电流消耗、包括 LP5907 (近似值)
    每天的持续时间(大约)

    LP5907MFX-3.0功耗(大约)

    射频通信
    50mA
    1分钟
    50mW
    激活
    15mA
    120分钟(2小时)
    15mW
    空闲
    10mA
    5分钟
    10mW
    睡眠
    1mA
    22时
    1mW
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    TI__Guru**** 2378650 points
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    大家好、Vikas、

    您的产品是否有主电池或可充电电池？ 10年的时间对于电池来说非常长、无需充电即可提供1mA 电流。
    10年= 87658小时。 在1mA 电流消耗时、提供1mA 电流持续10年所需的电池容量为87.7Ah (安培小时)。 一节18650锂离子电池的容量约为2mAh (2Ah)、具体取决于电池的型号。 要在单节电池上实现10年的使用寿命、您的平均电流需要为22.8uA。

    为了使休眠电流非常低、我建议禁用 LP5907或使用负载开关断开 RF 通信外设负载与电池的连接。 这是您实现10年电池寿命的唯一方法。 德州仪器(TI)具有许多负载开关：
    www.ti.com/.../overview.html

    一个要查看的负载开关是 TPS22916。 我建议使用慢计时 C 版本来限制浪涌电流、这也有助于延长电池寿命：TPS22916C 具有快速输出放电(QOD)功能、TPS22916CN 不具有 QOD 功能。 两个开关的电流消耗典型值均为10nA、关断时最大值为100nA。 您可以在电池和 LDO 之间或在 LDO 和射频通信外设之间使用此负载开关。 我建议在电池和 LDO 之间使用、因为对于负载开关的较高输入电压、导通电阻较低。 如果您将负载开关置于 LDO 的输出端和负载之间、则由于负载开关上的压降、负载上的电压将低于稳压器输出端。

    对于500mA 负载、您可以查看以下 LDO：TPS7A37或 TLV757P。

    最棒的
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    TI__Guru**** 2378650 points
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    大家好、Vikas、

    在  的评论中、LP5912也可能是您感兴趣的问题。 它可以处理500mA 负载并具有30uA 的 IQ、这将有助于延长应用中的电池寿命。

    最棒的

    Wilson

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    TI__Guru**** 2378650 points
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    尊敬的 Eric、Wilson：

    我正在努力根据你的两份答复合并我的答复。

    我们将仅使用一次电池、因此我要求稳压器具有更低的功耗和更高的效率。 我们还同时努力将各种状态下的功耗降至最低水平、从而使电池寿命达到~10年。

    基本上、我们通过电池为电子产品供电(LP5907处于中间)。 我们有一个小型微控制器、用于控制产品中的射频和其他微型外设。 LP5907用于为该微控制器和其余外设供电。 如果通过负载开关禁用 LP5907或禁用负载电源、则微控制器将处于关断模式。 然后、系统将没有任何用于启用 LP5907/负载 开关的控制机制。 因此、我们希望避免禁用电压稳压器或使用负载开关。 实际上、我们已经在关闭射频和其他外设以降低功耗。 实验完成后、我将了解确切的功耗数字。

    从 TI 方面、我想获得一些建议、尤其是关于可以提供大约100mA 电流的低功耗和高效稳压器的建议 是否有任何在较低电流下(在几 uA 范围内)具有极高功效的 LDO？ 我也可以使用开关稳压器。 请建议是否有此类监管机构。

    谢谢、此致、
    Vikas Chandra Rao。
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    TI__Guru**** 2378650 points
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    大家好、Vikas、

    LP5907数据表图5显示了接地电流与输出电流间的关系。 当您的产品处于低功耗状态且电池电流为1mA 时、LP5907接地电流约为10-20uA。 您的微控制器、射频其他外设消耗的剩余电池电流约为980-990uA。 您可能会发现 LDO 的接地电流/静态电流较低、但这不会降低微控制器和外设的电流消耗。 开关稳压器具有比 LDO 更高的静态电流、因此改用开关不会延长电池寿命。

    我建议降低微控制器和外设的功耗。 您可以通过软件或通过在 LDO 和可完全断电的任何外设之间添加负载开关来实现这一点。

    最棒的
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    TI__Guru**** 2378650 points
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    尊敬的 Eric：

    感谢您的建议和对 LP5907的深入了解。 实际上、我们已经在并行进行各种实验、以将微控制器和外设的功耗降低到可接受的限值。

    关于 LP5907在~1mA 的较低电流下的功耗，它的功耗相当于：[Vin*Ignd +(Vin-Vout)*Iout]=[4.2V*20uA +(4.2-3)*1mA]= 1.284mW。 我的计算是否正确？ 1.284mW 的功耗是否是任何具有较低输出电流(~1mA)的稳压器(LDO/开关)所能达到的最低功耗？ 是否有其他稳压器消耗更低的功耗？ 请给出建议。 为了延长电池寿命、除了降低微控制器/外设的电流消耗之外、我还尝试降低稳压器的功耗。 希望您了解我在获得低功耗稳压器方面的坚持不懈精神。

    此致、

    Vikas Chandra Rao。

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    TI__Guru**** 2378650 points
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    大家好、Vikas、

    您的计算正确。 LP5907的静态电流估计为20uA、输出电流为1mA、输入电压为4.2V、输出电压为3V 时、效率为70%。 如果您找到1nA 接地电流 LDO、在相同条件下、效率将为71.4%、功耗将为1.2mW。 我使用此示例来说明、当接地电流为10 μ A 时、负载电流是 LDO 效率的主要因素。

    您可以查看低输出电流、高效开关、如 TPS62122。 与 LDO 相比、使用此类功率器件可提高效率。 使用开关供电时、确保 RF 外设的灵敏度/范围可接受。

    最棒的
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    TI__Guru**** 2378650 points
    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。
    尊敬的 Eric：

    感谢您推荐 TPS62122。 我想稍后根据射频范围测试来提高射频功率。 如果我必须增加射频功率以获得更大的射频范围、那么 TPS62122 (75mA)可能还不够。 在这种情况下、我能否获得与 TPS62122完全等效的250mA 至300mA 额定输出电流？ 或者、我现在应该自行选择 TPS62740等其他稳压器吗？ 请给出建议。

    此致、
    Vikas Chandra Rao。
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    大家好、Vikas、

    请将您的问题发布到开关稳压器组、网址为：
    e2e.ti.com/.../

    他们更熟悉最新的 TI 开关稳压器、并可帮助您找到最适合您应用的 IC。

    最棒的