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[参考译文] TPS62740:超低功耗降压转换器、用于在以3.6V 为1F 超级电容器充电时控制3.6V 电池负载

Guru**** 1561515 points
Other Parts Discussed in Thread: TPS62740, TPS61291, TPS61021A, TPS61099
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/730840/tps62740-ultra-low-power-buck-to-control-3-6v-battery-load-when-charging-1f-supercapacitor-at-3-6v

器件型号:TPS62740
主题中讨论的其他器件: TPS61291TPS61021ATPS61099

您好!

我们正在寻找超低功耗降压器件、为了在3.6V 电压下为1F 超级电容器充电、该系统由3.6V LiSOCl 电池供电、该电池只能提供有限的电流(10mA 标称值、30mA 峰值)、我们的负载在11秒内最大消耗47mA (每24小时) 在其余时间、MCU 仅为其内部 RTC 供电、超级电容器可接受高达5.5V 的电压、并且没有充电电流限制、 因此、问题在于限制充电过程中从电池汲取的电流、同时具有最佳效率、并最终在11秒占空比期间控制负载开关 (不确定是否确实需要它、因为超级电容器可提供超过50mA 的电流、因此即使在无负载开关的情况下也不应消耗电池电量)。

我们需要与 TPS62740类似的器件,它具有超低 IQ、3.6V 输出(TPS62740最大输出为3.3V)、电流控制和负载开关。

其理念是在充电时将电池负载限制在10mA 或更低、 避免与限流电阻相关的损耗、 并最终仅在 MCU 进入占空比并消耗47mA 电流(通过 MCU GPIO 控制)时才能够将负载切换至超级电容器、 理想情况下、我们希望避免在充电期间进行任何 MCU 控制、以便 iMCU 可以始终保持 RTC 待机模式、但在11秒占空比期间除外。

任何建议都是非常欢迎的

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    您好、Bidault、

    您是否在 TPS62740产品页面上查看过此参考设计? 它看起来与您描述的完全相同: http://www.ti.com/tool/PMP9753

    没有这样一个低 IQ 器件可提供更高的输出电压、因此您需要使用3.3V 或更低的电压。 您是否考虑过在较高电压下超级电容器泄漏电流的影响? 其中一些器件会随着电压的增加而泄漏更大、因此电压会保持在较低的水平。

    如果您需要在超级电容器和 PA 之间进行升压、可参考设计: http://www.ti.com/tool/PMP9763
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    尊敬的 Chris:

    感谢您的回复。 是的、除了较低的输出电压(但我们可以在3.3V 下工作)之外、TPS62740能满足我们的需求;是的、我已经看到相关的参考设计(甚至阅读有关交互式 IQ 的白皮书)。

    但是、由于效率损失增加、根本未考虑使用升压、因此考虑 到占空比(超过23:59:39)之间睡眠时间很长(使用 RTC)、超级电容器泄漏电流实际上是能源预算中最主要的问题。  

    因此、我认为建议将 TPS62740用作超级电容器充电降压 、将 TPS61291用作3.3V 升压。

    关于超级电容器泄漏电流、您认为对超级电容器进行充电是应该的、这样它可以处理11秒的占空比并最终达到0.9V (升压最小 Vin)、 那么、在下一个占空比之前对其进行充电的情况比始终保持充电的情况更差? 我们不使用 Murata 超级电容器、它太贵、而是更便宜且广泛可用的1F 5.0V 超级电容器、我计算了11秒占空比所需的实际功率、0.33F 就足够了、不确定是否使用1F 5.0V 超级电容器是一个好选择 (但我要比较0.33F 3.6V)。

    注意:在 TPS62740后面使用超级电容器充电电流限制电阻器有什么意义? TPS62740已经限制了电流、所以我不明白为什么要在这里添加一个限流电阻器、这肯定会增加损耗、我也看不到好处( http://www.ti.com/lit/df/tidrg80/tidrg80.pdf 这里是 R2/R3 

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    您好、Bidault、

    我很高兴这些配套资料对您有所帮助。 下面是一些其他的内容,可以回答您的问题:)

    此培训视频介绍了电路的工作原理: training.ti.com/how-power-smart-meter-nano-power-dcdc-solutions

    此博客总结了此电路的功能: e2e.ti.com/.../how-can-you-deliver-1w-power-from-a-10-mw-coin-cell

    基本上、电阻器会限制输出电流、这会将输入电流限制在适合 LiSOCl 电池的范围内。

    是的、您的结论也是我们计算得出的、但它取决于元件规格:一天中的大部分时间、更低的超级电容器电压更好。 因此、该参考设计的大部分时间都是在1.9V 电压下用于 MCU。

    此外、请注意、TPS61291无法打开、因此它将始终具有 Vout。 如果您的 MCU 在那里、这可能会很好、如果您想移除所有泄漏电流、这可能会很糟糕。
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    尊敬的 Chris:
    感谢您的返回和视频链接。 我们的超级电容器数据表指定每72h 泄漏电流为10uA。 通过 MCU 控制超级电容器充电、保持 MCU VCC 低电平并为超级电容器充电、使其足以处理突发事件、这将是最大限度降低此处损耗的关键。

    注意:在 TPS61291之前添加 PMOS (例如 SI2301)以便在空闲时间内将其切断、该怎么办?

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    您好、Bidault、

    感谢您选择 TI 超低 IQ 升压转换器、以便从超级电容器输入获取稳压3.3V 电压。 我们还有一个具有 负载断开功能的1uA IQ 升压转换器 TPS61099。  关断期间负载断开时、无需添加 PMOS 即可从输入超级电容器中切断升压转换器。 我不确定 WCSP 封装是否适合您的应用。 如果无法使用 WCSP 封装、则 QFN 封装中仅提供3.6V 版本的 TPS610995DRV。 考虑到升压转换器大多数处于关断状态、我认为您还可以选择 IQ 略高的升压转换器。 另一个选择是 TPS61021A、它可以在低至0.5V 的输入电压下工作。 TPS61021A 可通过外部电阻分压器设置为3.3V 输出。

    谢谢

    Gavin