咱们接着聊聊如何解决设计难点的事儿,这次的重点放在了系统级低功耗、板级小功率隔离电源和系统备份电源这三块儿上。ADI智库总结了不少干货,咱们直接说核心。先说系统级低功耗,这玩意儿就得盯着超低待机功耗,说白了就是想办法让电池总电流降下来,并且让电源工作模式跟它适配上。拿 3.3V 的系统去和 3.8V@3100mAH 的电池凑一块儿算算看,把 DC/DC 转换器的效率从 89% 往上拨到 92%,干活的时间就能拉长不少。反观 LDO,因为它待机电流有点吓人,顶多也就是让设备撑个 25 天,要是换成 DC/DC 的突发模式(Burst Mode),待机时间直接就能翻到 212 天。咱们还专门对比了强制连续、脉冲跳跃和突发这三种轻载模式,发现突发模式轻载效率最高,强制连续虽然噪声大点、负载调节性好些,脉冲跳跃算是个折中的法子。在优化系统电流这块儿,得防着 I/O 漏电还有上拉电阻发热。把上拉电阻的阻值往大调大一点,数量再给减少些,静态电流就能降下来不少。要是手头再用个像 LTC2951 这种低功耗的按键管理芯片来管开机关机的事儿,功耗就能更省了。 再来瞅瞅板级小功率隔离电源这块儿。反激变换器是个简单好用的隔离拓扑结构,特别适合干 60W 以下的活儿,还能顺便实现电压升降或者多组输出。以前那些用光耦反馈的电路太麻烦寿命还短,ADI 特意搞出了像 LT8301、LT8304 这种没光耦的反激系列器件,外围电路看着就清爽多了,效率和稳压精度也都比别人强,交叉调整率这块儿表现更是稳得很。咱还得搞清楚反激变换器到底是电流断续(DCM)还是连续(CCM)模式干活更省心:DCM 电感量小、开关损耗低,特别适合没多少电的时候;CCM 峰值电流小、漏感的影响也小,重载的时候靠得住。至于变压器漏感带来的电压尖峰还有交叉调整率问题,加点稳压管或者 RCD 之类的钳位吸收电路就能搞定,参数选好了就能把尖峰压下去还能提升效率。 最后说说系统备份电源和能量监控这块事儿。备份电源其实也不是啥系统都得配的工具核,它主要就是用来保护重要数据的。具体选啥储能器件还得看需求:超级电容擅长短时间、大电流那种场景;锂电池就更适合长时间、小电流过日子的活儿。举个例子,在 15mW 的功耗下拿锂电池来备份比超级电容的续航时间能多上 100 倍。ADI 的 LTC4041 可以做成迷你 UPS 的功能,再配上超级电容或者锂电池就能保证断了电还能接着干活儿。至于电池电量怎么测准的问题,咱们可以把 LTC2941、LTC2944 这种能量监控芯片请出来帮忙。它们能实现电压、电流、温度和电量的 1% 精度测量,彻底解决了以前光看电压不准的老毛病。 这次分享的这些设计方案都是 ADI 自家的东西撑起来的。通过选好器件、调好工作模式还有改改电路拓扑结构,咱们就能把低功耗、隔离电源还有备份电源设计里头那些让人头疼的难点都给平了。这样一来既能顾着效率和可靠性,又能管住成本。