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大pos機電池怎么賣
隨著電池驅(qū)動物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)量的增長，延長電池使用時間可以使消費者有更好的體驗。很多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備為了實現(xiàn)低功耗，盡量長期處于輕負載狀態(tài)。作為電源管理重要的供應(yīng)商之一，德州儀器（TI）提出了降低電源待機功耗的口號，并推出了一系列新品。
為此，TI一直在強化產(chǎn)品在Iq這一指標（靜態(tài)電流）上的改善，“靜態(tài)電流”是在最小狀態(tài)下“開啟”時使用的標稱（平均）電流，例如放大器 IC 開啟并準備工作，但當前沒有放大任何東西?；蛘呃珉娫崔D(zhuǎn)換器空載工作狀態(tài)，包括電源穩(wěn)壓器內(nèi)部，電壓基準、誤差放大器、輸出分壓器和保護電路等動作都需要消耗電流。和“關(guān)斷電流”不同，靜態(tài)電流一定是在工作中。同時也和漏電流不同之處在于，漏電流主要是指引腳上的泄漏電流。
TI升壓和升降壓產(chǎn)品線產(chǎn)品市場經(jīng)理鄒鵬表示，低Iq除了可以延長物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的待機壽命之外，還可以實現(xiàn)更長的貨架期體驗。貨架期是指產(chǎn)品未發(fā)售，仍在倉庫中保管期間，由于產(chǎn)品連接至電源，因此很有可能因為電源泄露，造成過多的放電，從而用戶拿到手里的第一件事不是直接開機，而是充電或者更換電池，更低Iq則可盡量避免此種尷尬的發(fā)生。
TI如何降低芯片的Iq
低Iq的好處顯而易見，但也會帶來一系列設(shè)計挑戰(zhàn)，為此鄒鵬介紹道，TI主要通過三方面進行。
第一，是持續(xù)改善工藝。利用TI強大的超低漏電工藝和控制拓撲，使晶體管漏電更低。
第二，是開發(fā)新型的電路結(jié)構(gòu)實現(xiàn)快速響應(yīng)。對于電源尤其是DC-DC，響應(yīng)速度是很重要的一個指標，因為需要對不同的負載進行瞬間響應(yīng)。但電路響應(yīng)速度越快，損耗也會越大。TI創(chuàng)新性的利用了快速喚醒比較器和IQ反饋控制，可在不影響低功耗性能的情況下，實現(xiàn)快速動態(tài)響應(yīng)。
第三，是繼續(xù)保持小尺寸，這既包括芯片本身，也包括整個系統(tǒng)的尺寸。隨著為了實現(xiàn)低功耗電路的附加電路越來越多，從而導(dǎo)致芯片的面積增大。TI利用電阻器和電容器的面積縮減技術(shù)，非常有助于集中到空間受限的應(yīng)用中，同時不影響整個靜態(tài)功耗。
TI近年來一直在開發(fā)更低Iq的電源管理芯片，且均具有非常明顯的市場針對性，這也是TI一直以來的開發(fā)思路。TI升壓和升降壓產(chǎn)品線總經(jīng)理嚴紅輝表示，TI團隊在產(chǎn)品開發(fā)的前期就同業(yè)內(nèi)客戶保持良好的溝通，從而針對共性需求做出更有針對性、可顯著解決客戶痛點的產(chǎn)品——TPS61904就是一例。
TPS61094——超級電容管理功能的低Iq芯片
超級電容應(yīng)用前景向好
表計是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要市場之一。智能電表記錄消耗量，然后與數(shù)據(jù)中心或終端客戶通信以展示并記錄這些數(shù)值。智能電表由主電池供電，需要支持長達10年甚至20年的生命周期。一般而言，對于區(qū)域覆蓋廣泛的表計來說，更換電池的運營成本極高，因此需要避免。此外，表計大部分操作都處在輕度負載區(qū)，只有在數(shù)據(jù)傳輸時才需要高脈沖電流負載。
以流行的NB-IoT技術(shù)為例，圖表顯示了不同 NB-IoT 操作模式下隨時間推移的電流消耗。在數(shù)據(jù)傳送模式下峰值為 310mA，持續(xù)1.32s，負載在不同的操作模式下也顯著變化。整個過程的平均電流消耗為30mA，持續(xù) 80s。
NB-IoT操作模式的電流及時間消耗
為此，智能電表電池的選型通常是最關(guān)鍵的一步，關(guān)系到整個電表的待機功耗和功率架構(gòu)。電池的種類非常之多，其特性也完全不同，但是大致意義上來講，存儲密度更大的電池，不能支持高脈沖，而高脈沖電池往往密度不夠，只能滿足瞬時要求。
對于無線表計市場來說，傳統(tǒng)做法是使用鋰SOCL2電池作為主電池，采用混合層電容器封裝技術(shù)的LiSOCL2支持瞬時高脈沖工作。但是HLC也存在著幾個不足：首先是無法控制放電電流，因此不能工作在最大容量點；其次是在低溫環(huán)境下特性較差，必須選擇尺寸和價格都更高的HLC電池；第三則是如果遇到還無法滿足的瞬態(tài)電流時，就需要結(jié)合主電池共同使用，但此時的瞬時大電流會對主電池的壽命帶來部分影響。
目前，業(yè)界提出了一種更好的方案，就是采用超級電容來替換HLC，從而應(yīng)對無線發(fā)送時的突發(fā)響應(yīng)。
超級電容除了可以支持較大峰值負載之外，還可以在遭遇系統(tǒng)斷電時提供備用電源功能，并且價格便宜，且產(chǎn)能及可靠性都有所保障。因此，目前超級電容已應(yīng)用在包括表計、便攜醫(yī)療設(shè)備以及POS機等場景中。比如血糖儀等往往采用紐扣電池，供電能力較弱，因此客戶需要一個超級電容支持高負載模式。此外在諸如能量采集系統(tǒng)等應(yīng)用中，也可能會利用到超級電容產(chǎn)品。
如上表所示，單電池供電、使用HLC和使用超級電容器相比，各有優(yōu)勢，但使用超級電容器的方案更具成本優(yōu)勢。
超級電容需要一系列電源管理功能
超級電容的充放電需要有一系列的電路管理，包括充電路徑、放電路徑以及電源路徑管理，這增加了電路設(shè)計的復(fù)雜性。TPS61094是一款超級電容充放電一體化雙向降壓升壓轉(zhuǎn)換器，它具有高度集成的特性，外部僅需少數(shù)無源器件，并且其Iq僅有60nA，其簡單的設(shè)計可以更好地滿足客戶對于超級電容器方案的接受度。根據(jù)TI的仿真及實際用戶設(shè)計結(jié)果參考，并結(jié)合考慮超級電容與HLC相比的成本，該方案可以提高20%的系統(tǒng)待機時間，減少50%的組件并顯著降低系統(tǒng)成本。
如圖所示，當系統(tǒng)電源接通時，TPS61094 進入 Buck_on 模式：打開旁路場效應(yīng)晶體管 (FET)，為超級電容器提供 500mA 的恒定電流，并在超級電容器兩端電壓為 2.5V 時停止充電。VSYS 直接為 VOUT 供電。當斷電導(dǎo)致 VSYS 下降時，TPS61094 會自動進入 Boost_on 模式：關(guān)閉旁路 FET，并通過超級電容器中存儲的電荷為 VOUT 供電。
鄒鵬總結(jié)道，TPS61094有三項的關(guān)鍵的優(yōu)勢：分別是高集成度、高功率密度以及超低的Iq。
與同類競品的升壓轉(zhuǎn)換器相比，TPS61904具有2A的電感峰值電流，是其他競品的兩倍。可以滿足NB-IoT、藍牙、W-Mbus等多種無線技術(shù)的峰值電流要求
此外，鄒鵬還表示，滿電狀態(tài)下超級電容的電壓為2.7V，但是最低可以支持0.8V左右的放電電壓。很多用戶使用時習(xí)慣采用兩節(jié)電容串聯(lián)，然后通過LDO降壓為系統(tǒng)供電，負載MCU的工作電壓為3.3V，這樣超級電容無法被完全利用。而TPS61094采用了升壓電路，僅憑一顆超級電容就可以實現(xiàn)3.3V的輸出，可以更好地利用超級電容里的能量，從而延長壽命并節(jié)省成本。
針對備用電源應(yīng)用，響應(yīng)速度是一項重要指標，TPS61094通過監(jiān)測輸出端的dv/dt 斜率，并在任一給定時刻調(diào)整其調(diào)節(jié)行為以優(yōu)化瞬態(tài)性能。這樣可以快速地檢測輸出電壓降，同時保持低 IQ。
此外，由于超級電容非常脆弱，電壓過高可導(dǎo)致電解液分解或電容器發(fā)熱等現(xiàn)象，因此充電必須保證高精度及可靠性，TPS61904可以在-40℃至150℃的全溫度范圍內(nèi)，實現(xiàn)±2%的精度，充電輸出電流可設(shè)置從2.5mA 至 600mA，并且具有包括輸出短路保護及熱關(guān)斷保護在內(nèi)的保護系統(tǒng)。
更靈活的模式設(shè)置
TPS61094可以自動實現(xiàn)超級電容的充放電管理切換，無需外圍檢測電路或者MCU進行控制，因此可靠性更高功耗更低，而且更簡單易用。
但鄒鵬也強調(diào)，該芯片是可配置的，以滿足用戶的不同場景需求，同時也可以應(yīng)對超級電容自放電等弊端。
在強制降壓模式下，TPS61094 將器件的輸出直接連接到輸入，而降壓轉(zhuǎn)換器則輸出一個設(shè)置恒定電流，為備用超級電容充電。當超級電容器充電到預(yù)設(shè)終止電壓時，降壓轉(zhuǎn)換器停止充電。當超級電容電壓下降到低于設(shè)置電壓 75 mV 時，降壓轉(zhuǎn)換器再次開始為超級電容充電。
在強制旁路模式下，TPS61094 打開旁路MOSFET，輸出電壓等于輸入電壓。在此模式下，TPS61094 的 IQ 約為 4nA。
而在真關(guān)斷模式下，TPS61094 可以斷開負載與電池輸入引腳及超級電容引腳的連接。
此外該器件還支持真關(guān)斷模式，完全切斷負載與輸入端的連接。
小結(jié)
除了TPS61904之外，TI也推出了多種超級電容管理方案，以滿足不同功耗，不同電池場景的需求。每個解決方案都有優(yōu)缺點。比如使用分立式電路為超級電容器充電，并使用 TPS61022 升壓轉(zhuǎn)換器在電網(wǎng)斷電時將超級電容器電壓升至更高的系統(tǒng)電壓。TPS61022 輸出電流能力高于 TPS61094 解決方案，但需要更多外部元件。
另一種是具有電流限制和主動電池均衡功能的超級電容器備用電源參考設(shè)計，它使用 TPS63802 降壓/升壓轉(zhuǎn)換器作為超級電容器充電器和穩(wěn)壓器，并省去了額外的分立式充電電路，但仍需要額外的外部元件來實現(xiàn)電源 ORing、充電電流限制和超級電容器終端電壓設(shè)置。
TI擁有多種應(yīng)對超級電容充放電管理的解決方案
針對汽車的低Iq方案
一輛汽車放置很久的話，就不容易打著火，主要原因很多車載設(shè)備在汽車不啟動的時候并沒有關(guān)閉，而是處于待機狀態(tài)，導(dǎo)致電瓶電量耗光。因此對于汽車電源系統(tǒng)來說，超低功耗的待機同樣很重要，可以極大提升用戶體驗。TI也將低Iq技術(shù)用于多款汽車芯片上，從而延長電源的使用壽命。
比如TI新推出的LMR43620和LM43620-Q1，3V 至 36V、2A同步降壓穩(wěn)壓器，Iq在150℃下依然可以小于3μA，在1mA輕負載情況下仍可實現(xiàn)85%的效率。LMR43620-Q1控制架構(gòu)和功能集經(jīng)過優(yōu)化，可實現(xiàn)超小型解決方案尺寸。該器件使用峰值電流模式控制，可更大程度降低輸出電容。LMR436x0-Q1利用假隨機擴頻、低EMIHotRod封裝和經(jīng)過優(yōu)化的引腳排列，更大程度地減小了輸入濾波器尺寸。
另外一款則是TI推出的低Iq汽車級理想二極管LM74720，相比標準二極管或P-FET而言實現(xiàn)了更低功耗和更低成本，其Iq僅為35μA。LM74720-Q1 理想二極管控制器可驅(qū)動和控制外部背對背 N 溝道 MOSFET，從而模擬具有電源路徑開/關(guān)控制和過壓保護功能的理想二極管整流器。該產(chǎn)品具有快速響應(yīng)特性，具有快速導(dǎo)通和關(guān)斷比較器的強大升壓穩(wěn)壓器，可以支持200KHz有源整流，從而對系統(tǒng)實現(xiàn)高級別系統(tǒng)保護。
總結(jié)
待機Iq長期以來一直是一個問題，但長期以來并不受到重視，主要原因無外乎相對于其他系統(tǒng)損耗或者待機功耗而言，這部分并不突出。而隨著電池設(shè)備的越來越多，處理器等功耗也越來越低，業(yè)界開始逐步意識到延長電池壽命期和貨架期與Iq息息相關(guān)。
TI通過突破性的工藝和架構(gòu)設(shè)計，使低Iq特性廣泛應(yīng)用于各種產(chǎn)品中，如直流/直流轉(zhuǎn)換器、電源開關(guān)、低壓降穩(wěn)壓器 (LDO) 、監(jiān)控器、理想二極管等電源管理系統(tǒng)的不同組件中，并廣泛涵蓋從工業(yè)儀表應(yīng)用、汽車傳感器和個人可穿戴設(shè)備等設(shè)備。
以上就是關(guān)于大pos機電池怎么賣,20年不換電池的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的知識，后面我們會繼續(xù)為大家整理關(guān)于大pos機電池怎么賣的知識，希望能夠幫助到大家！
