特色产品 - RP514 / RP515 / RP516 / RP517 -

用于物联网和可穿戴设备的超小型静态电流DC/DC转换器

2020年7月9日

  • Ultra small quiescent current DC/DC converters for IoT and wearable devices

降低可穿戴设备和物联网应用的功耗是延长电池寿命的关键之一,我们公司最近推出了四个VFM模式的降压DC/DC转换器RP514,RP515,RP516和RP517来满足该需求。 这些产品提供各种附加功能,如独特的集成电池电压监控器和优化性能,以此来适配那些需要超低电源电压的应用。

电池监控器:

配备额外的电池监控电路是RP514和RP515的关键特性之一。测量剩余电池电量的传统方法是使用连接到A / D转换器的外部电阻分压器。但是,A / D转换器的输入阻抗通常较低,电阻分压器应具有相似的特性。因此,很大的电流流向地面会耗尽电池并缩短应用的寿命。

  • 传统解决方案

    Conventional Solution
    • 1.具有低输入阻抗的A / D转换器
    • 2. 分压器电阻必须很低,因此大电流流到地会导致电池耗尽
  • RP514, RP515解决方案

    RP514_RP515 Solution

    内置高阻分压电阻和内部电压跟随器的缓冲输出
    无需外部分压电阻
    无大电流流到地面

RP514和RP515内置电阻分压器(具有高电阻值)和电压跟随器作为缓冲器。 该电路的一大优点是它具有低得多的对地电流,缓冲器输出与A / D转换器的输入阻抗兼容。此外,所有必要组件都集成在芯片中,从而减少了宝贵的电路板空间和成本。以这种方式,可以制造用于一次电池的简单电量计(参见图示)以测量电池中剩余的剩余电量。

超低输出电压:

RP516和RP517是类似的产品,均没有电池电压监视器。相反,它们具有0.3至1.2 V的低输出电压范围。这种电源专为支持最新一代低功耗MCU,GPS / GNSS接收器/处理器以及物联网应用所需的其他IC而量身定制,可谓是适用于低功耗无线传感器网络和可穿戴设备。

RP514 / RP515 & RP516 / RP517的性能:

当输入电压(Vin)降低到低于设定输出电压(Vout)时,降压DC / DC转换器停止切换并且导通占空比变为100%。 Vout将跟随Vin,直到电压达到UVLO检测器电压为止。 两款产品均提供同步整流,并嵌入了高端和低端MOSFET驱动晶体管。DC / DC转换器以VFM模式工作,此时在低输出电流要求下可以实现高效率性能。

  • RP514x181x

    RP514x181x Efficiency vs Output Current
  • RP515x181x

    RP515x181x Efficiency vs Output Current

RP514和RP515的峰值效率在95%的范围内。即使在10 μA输出电流下,也可实现约90%的效率性能(Vout = 1.8 V,Vin = 2.0 V)。

  • RP516x051x

    RP516x051x Efficiency vs Output Current
  • RP517x051x

    RP517x051x Efficiency vs Output Current

RP516和RP517在轻负载下的效率有了很大的提高,峰值为75%,即使在10 µA输出电流时,也能达到约67%的效率性能。(Vout= 0.5 V, Vin = 1.8 V)。

低电流消耗:

Low Current Consumption:

近现今的可穿戴设备和物联网设备主要在睡眠模式下运行,因此功耗主要由静态电流定义,静态电流是指电路的安静状态,没有任何输出负载。在此模式下,系统处于睡眠模式,但是随时能够被唤醒去执行任务,传输数据并再次进入睡眠模式。

DC / DC转换器具有令人印象深刻的低静态电流,仅消耗300 nA,这不仅可以延长电池寿命,还使设计人员可以为应用选择更小尺寸的电池。两种产品之间的主要区别在于它们的输出电流能力。它们分别提供100mA(RP514和RP516)和300mA(RP515和RP517)。由于具有宽输入电压范围,两个DC / DC转换器可以使用各种电源供电,如USB端口,单节锂离子电池和其他常规电池。

安全电路:

四个DC / DC转换器都具有一系列安全功能,可保护稳压器和应用的其他部分免受可能的损坏和故障。

  • 包含欠压锁定电路,在输入电压低于最小阈值时禁用DC / DC转换器。
  • 软启动电路控制输出电压以恒定斜率上升,并防止在启动期间出现任何输出过冲和不足。
  • Lx限流电路可防止通过电感的峰值电流超过特定的最大电流阈值。

可选功能:

产品版本提供可选的自动放电功能,并在CE引脚禁用芯片后将输出电容快速放电至地。

应用领域:

USB,电池和锂电池供电设备:

  • 可穿戴设备:运动手表,健康监测器或和健身追踪器
  • 低功耗RF模块:Bluetooth®LE,Zigbee,WiSun和ANT
  • 低功耗MCU,GPS / GNSS接收器/处理器,传感器设备和能量收集器