Тајна дугог трајања батерија у носивим материјалима: избор права прекидача оптерећења

World Changing Device Locked Away by Illuminati (Јули 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Од Еилеен Сун, ГЛФ Интегратед Повер

Дизајнери носних предмета - укључујући паметне сатове, трагаче за фитнесс, срчане мониторе и многе друге уређаје - стално покушавају да пронађу начине за повећање трајања батерије како би побољшали корисност. Па ипак, за све напредке који су направљени у њиховом дизајну и могућностима, често је неопходно често пуњење. То је зато што већина носача користи исте прекидаче за напајање дизајнираних за веће уређаје као што су таблете, које имају много већи капацитет батерије него што се може носити, а гдје су мање струје струје цурења одвода акумулатора и ОН отпорности.

Да би решили овај изазов, нови ултра-ниски струјни прекидачи цурења постављају стандард за ефикасно управљање напајањем у уређајима који се могу носити. Коришћењем напредних оптерећења за оптерећење, ефикасност се може драматично повећати. Ове уштеде ће се претворити у мању батерију или дуже трајање батерије и разликовати производе који се могу носити на врло конкурентном тржишту.

Ефикасност батерије у носивим материјалима
У носивим производима, оптерећени прекидачи обављају основне функције управљања батеријама са минималним отиском и скоро нултом цуреном струјом и / или отпорношћу на ОН. Међутим, ИЦ прекидачи за напајање који су намењени лаптопу и таблет рачунару једноставно не могу да задовоље ове захтеве.

Пример типичне апликације за ношење ( слика 1 ) обухвата неколико сензора за заштиту околине, ГПС, дисплеј, меморију, бежично повезивање и брзи микроконтролер (МЦУ) богат помоћу функција. Да би се продужио век трајања батерије, коло укључује велики број прекидача оптерећења како би започео укључивање уређаја или поставио уређај у режим "спавања" и искључио функције по потреби.

У том погледу, примјер приказан у блок дијаграму није битно другачији од оног код типичне ручне табличне или мобилне телефоније. Разлика лежи у величини и перформансама ових уређаја.

Слика 1: Нови прекидачи за оптерећење високих перформанси могу додати сатима или чак и дању доживотне батерије.

Многи функционални уређаји који се користе у носачима (укључујући повезивање, сензор и МЦУ) долазе са режимима уштеде енергије који нуде програмерима лажан осјећај контроле ниже снаге. У табели 1 приказани су примери струје мода ниске снаге нацртаних типичном мешавином ИЦ и модула.

Табела 1: Типичне функције за ношење на доњем крају и снага коју извлаче.

Табела 2 описује тренутни одвод других карактеристика потребних за апликације виших перформанси. Заједно са МЦУ / АПУ и другим уређајима, тренутна струја може стварно да се повећа. Све потребне функције могу претворити уређај у "повер монстер".

Табела 2: Типични уређаји који не нуде потребну струју у стању мировања.

Критеријуми за избор прекидача оптерећења
Дизајнери хабања треба да размотре критеријуме за избор прекидача. Следећи примери су упоређивање перформанси расположивих уређаја.

Углавном ОН и углавном ОФФ
У зависности од тога да ли је подсистем укључен или искључен, различити параметри прекидача оптерећења постају важни. Већина прекидача су оптимизоване за један, али не и за оба стања.

У случају подсистема "Мостли ОФФ", тренутни стандби И СД (цурење тренутног цурења) постаје најважнији параметар који треба размотрити. Најбољи уређаји на тржишту су добро испод 1 μА. Табела 3 обухвата уређаје који испуњавају овај критеријум. Означавајући значајно побољшање, табела показује да напредни прекидач струје ниске струје, уређај ГЛФ71301, нуди најбољег у класи И СД на 7 нА.

Табела 3: ГЛФ оптерећење на уређају И К и И СД у поређењу са конкурентским уређајима.

Ако је подсистем "углавном ОН", онда ОН отпора прекидача, Р ОН, постаје најважнија. Дизајнер треба да тражи Р ОН од мање од 100 мΩ у максималном опсегу рада. Табела 4 нуди узорковање неких уређаја које нуде најмањи Р ОН . Као што је приказано, прекидач за оптерећење ГЛФ71321 нуди најбоље перформансе Р ОН (17 мΩ при 5.5 В и 21 мΩ при 3.3 В).

Табела 4: ГЛФ оптерећење ГЛ прекидача у перформансама у поређењу са конкурентским уређајима.

Опсег напона
Већина носача има неколико различитих напонских шина у распону од 1.1 В за језгро ЦПУ до 5.0 В за периферије вишег напона. Прекидач за оптерећење са ширим опсегом опсега шина може помоћи у управљању залихама и користити у целој. Сви уређаји наведени у табелама 3 и 4 испуњавају овај критеријум.

Требало би бити јасно из информација представљених у овим табелама да ће И СД и Р ОН имати значајан ефекат на животни вијек батерије. Још један фактор који треба узети у обзир јесте тренутна струја (И К ) уређаја. Ово је "оверхеад" струја која је направила уређај када се налази у "ОН" стању. Брзи преглед ових истих табела открива да су ГЛФ уређаји до неколико стотина пута нижи од осталих.

Будућност носивости
Процењује се да ће до 2025. године бити у употреби преко 1 трилион ИоТ уређаја; од тога, значајан део ће бити од различитог облика који може носити. Потрошачи ће и даље очекивати да ће веараблес имати мање често пуњење. То ће, заузврат, учинити потребним да инжењери апликација могу да користе најмодерније могуће технике пројектовања.

Избор најновијих ултраљубичних струјних прекидача струје цурења нуде дизајнерима ефикасно средство за побољшање трајања батерије у хабајућим материјалима. За разлику од конвенционалних уређаја који су погоднији за већу преносиву електронику, ови прекидачи за оптерећење оптимизирани са носачем могу лако продужити радно вријеме од неколико дана до недеља између пуњења.