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揭秘“发明达人”TI的新超低静态电流产品,为何能一用定“终身”

《名企发布会动态》
2019-10-09 14:49 来源:Janet 编辑:电源网原创

德州仪器开启了电子行业发明创造的时代。从1954年生产出世界上第一个晶体管,之后又研制出世界上第一块集成电路开始,德州仪器不断引领着时代的发展。在智能手机还未兴起的时候,德州仪器就占据了60%的手机芯片市场份额。现在,德州仪器已经成功转型成了专注于模拟芯片和嵌入式处理器的半导体厂商,并且在2018年的模拟芯片市场占据18%的份额,成为领域内当之无愧的老大。

在IoT产品迅猛发展的今天,人们将越来越依赖更小型、更智能、更互联的设备,电源的需求增长速度比以往更为快速,这就对电池系统寿命提出了更高的要求。“如何延长电池的保质期”成了德州仪器新时代的发明重点。近日,德州仪器(TI)举行最新超低静态电流电源产品的发布会,并于现场介绍了超低静态电流技术的创新与应用。

揭秘“发明达人”TI的新超低静态电流产品,为何能一用定“终身”

德州仪器电池管理系统产品线经理王世斌先生现场演讲

正因为现代互联网产品大多数时间都运行在静态的、不工作的状态下,可能每隔一小时或者一分钟才进行测试或者采集数据,所以其在静态电流上的功耗非常大。如果将静态电流做得更小,待机时间将增倍,这样便可以降低充电次数,从而延长电池的寿命。我们知道,低静态电流(IQ)在延长电池寿命与储存时间、实现更多功能、延长系统使用寿命,以及降低系统成本、维修成本方面均发挥着关键作用,所以电子设备的小型化与电池长寿化需要更低的静态电流(IQ)的支持。

“对于便携式电子产品,使用电池运行的电源系统需要低待机功耗以延长电池寿命从而提供更好的用户体验;对于非携带式电子设备,需要更精确的产品服务结束周期侦测和更大的待机电源效率”,德州仪器电池管理系统产品线经理王世斌先生进一步指出,“德州仪器创新的低IQ电源可帮助工程师应对这些挑战,此次TI带来的四款超低静态电流电源系列产品均是为解决困扰客户的问题而生的。”

特性1:超低静态电流延长电池寿命

王世斌先生表示,TI一直致力于电池方面的研究,并在业界处于领先位置。今天带来的四款新品分别是TPS7A02线性稳压器、TPS62840开关稳压器、TPS3840电压监控器,以及BQ25619开关充电器。这四款产品均具备低自耗电的特性,且与前一代相比性能提升显著。

今年9月18日,TI发布的超小型、低压降(LDO)线性稳压器TPS7A02,具有业界超低的IQ,可为功耗敏感型应用提供动态性能和快速瞬态回应。其静态电流约为25nA,而前一代耗能为1μA,是它的40倍。换句话说,以前电池系统10天充一次电,由于使用了TI的新芯片,现在可能400天才要充一次电。当然这个数字不是针对整个系统来说的,而是就单颗芯片来说将有40倍的效益。并且,它的瞬态负载响应也非常快,可在5μs内响应50mA的负载。

揭秘“发明达人”TI的新超低静态电流产品,为何能一用定“终身”

同时,王世斌先生介绍的TPS62840开关稳压器可满足产品始终开启 (always-on)的应用需求。TPS62840拥有低至60nA静态电流,与前一代的360nA相比,创新巨大。并且在1µA负载下,可提供80%的超高轻负载效率,帮助设计人员延长系统的电池使用寿命。此外,其可选模式和停止功能能够改善噪声性能并在数据传输过程中减少信号失真。

揭秘“发明达人”TI的新超低静态电流产品,为何能一用定“终身”

接下来,王世斌先生介绍了TI的另一款新品——TPS3840,它是适用于纳米级供电设计的一系列高输入电压、高效监控器。一般来说监控器99.99%的时间,都处在休眠状态,因此要求产品具有非常低的自耗电。TPS3840拥有低至350 nA静态电流,其低功耗特点会帮助工程师在自供电系统中更大限度地降低功耗,从而延长电池寿命。此外,TPS3840拥有VIN 1.5V至10V的宽VIN范围,可在多种应用中实现高电压轨或多电池供电操作。提供1%(典型值)的高精度电压监控,以提高整体系统可靠性。

揭秘“发明达人”TI的新超低静态电流产品,为何能一用定“终身”

王世斌先生补充说,TI在9月6日全新推出的三合一整合型升压转换器——BQ25619是业界更低截止电流的开关充电器。BQ25619可在充电和截止精确度之间支持更长的电池寿命,电池容量提高了7%,从而使用时间延长了7%。BQ25619提供业界更佳的低静态电流,在运输模式(ship mode)下可将电池漏电从20μA减少到6μA,让使用电池开关充电器的即用型器件的储存寿命延长一倍。

揭秘“发明达人”TI的新超低静态电流产品,为何能一用定“终身”

特性2:体积小灵活度高

TI线性稳压器LDO TPS7A02另一个优势是体积小,封装仅为0.65mmx0.65mm,可将解决方案尺寸缩小70%。而TPS62840新型开关稳压器的封装为1.5mmx2mm,相比上代的6mm2缩小至3mm2,进步显著。工程师可以利用TPS62840减少设计中一半的电池使用数量,或在设计中使用更小的电池。并且TI计划在2022年将其开关稳压器产品尺寸做得更小。而具有手动复位和可编程复位时间延迟功能的毫微功耗高输入电压监控器——TPS3840,封装仅为SOT23-5 (DBV),尺寸大小为3mmx3mm。

揭秘“发明达人”TI的新超低静态电流产品,为何能一用定“终身”

特性3:应用场景多样

TI线性稳压器LDO TPS7A02兼具超低IQ和快速瞬时回应,有助于提高系统寿命及性能。其应用主要有四个方面,当然也不排除未来会有更多的可能性,比如应用在5G, IoT上等。目前的四大方面,一是电网基础设施,像电表,这种低静态电流的产品非常适合;二是家居或者楼宇自动化,如摄影器;三是医疗方面,如带线或者用电池充电的传统医疗设备;四是便携式电子设备。

TPS62840开关稳压器可改善工业设计的系统使用寿命和性能。在超轻负载下的效率较同类型器件高出30%,其典型应用为电网基础设施、楼宇自动化、个人电子设备等。

而TPS3840电压监控器纳米级功耗与高精确度的最佳组合可延长系统的电池使用寿命,可应用在电网基础设备、楼宇自动化设备、电子销售终端(EPOS),以及便携式电子设备。王世斌先生重点强调了在EPOS中复位芯片的重要性,它可以监控系统异常,对异常进行复位,并且取消这些无效交易,从而使金融交易在比较稳定的环境里进行。

BQ25619开关充电器可应用在可穿戴医疗设备、资产追踪,以及个人电子产品上。低截止电流有助于医疗和个人电子产品应用,如助听器、耳塞和无线充电盒。随着电池容量的增加,以及可设定充电计时器的辅助,可使耳塞和充电盒的电池运行时间延长,大幅延长电池寿命,并减少使用时的充电次数。

除了产品之外,TI同时为工程师提供每个设计阶段必要的电源资源。王世斌先生表示,WEBENCH®设计工具不仅可帮助初级设计工程师快速实现设计,也能为资深设计工程师在数秒间创建和展示出所有符合设计要求的可行方案,帮助其从系统和供应链的角度比较来自不同设计的数值,助力设计工程师一次投版成功,减少改版次数。TI关注基础培训,乐于提供从入门级到专家级的线上线下培训。同时在TI官网e2echina.ti.com上,每天都有很多TI专家为客户解答不同的电源相关的问题。

总结:作为电源解决方案的行业领导者,TI基于深厚的电源管理的技术及创新经验,推出以上超低静态电流电源系列产品将解决当今及未来的设计挑战。并且在未来,TI将持续进行全方面的优化,带来更多优质的,解决不同客户问题的新产品,而这些创新产品也将助力TI成为这个时代更好的“发明达人”。

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