DC/DC静态功耗仅有60nA TI以超低功耗满足物联网需求

2019/08/01 - DIGITIMES企划

物联网近年来成为全球趋势，其涵盖的范围极广，多数设备往往是全年无休的24小时运作，此一特色对设备的电源设计带来严峻考验。德州仪器(TI)指出，一般而言功耗越低的装置，能使物联网系统拥有更长的运作时间。在一些物联网应用中(例如智能水表)，采用不可充电的电池作为电源，这些电池的运作时间需要长达5至10年，这使得整个系统必须拥有非常高的电源转换效率，不然终端客户会需要时常更换电池，增加维护成本来保持系统的稳定运作。

对于物联网系统供电的DC/DC电源转换芯片的功耗设计来说，在轻负载(10uA~1mA)或系统待机时必须有非常高的电源转换效率。DC/DC转换器的静态功耗参数可以反映高效转换的性能。对于一般的应用，DC/DC转换器的静态功耗在10uA左右；然而对于物联网应用，静态功耗就必须小于500nA。TI新推出的DC/DC转换器TPS62840静态功耗只有60nA，可以满足最严苛的物联网功耗需求。

越低的静态功耗可以使物联网系统运作更长的时间，降低物联网的维护成本。目前市面上绝大多数电源装置的静态功耗仍然不够理想。另外一个电源装置可以提升的地方则是解决方案的体积大小，小型化、微型化可使物联网系统更易于嵌入已有系统，像是现有的农产品品质追踪系统就是其中一个例子，在这类系统中，体积过大与效能不足的电源设计都不合适。

在体积缩小方面，TI除了推出多款电源模块提供客户多样的选择，也提供采用如WCSP封装这样更小封装技术的电源产品。针对物联网应用，TI提供了全系列的电源产品，从线性LDO到DC/DC转换器(升压、降压、升降压)，至电池管理芯片，除了全面的电源解决方案以外，在TI官网上亦提供物联网相关的参考设计。

对于物联网产品的电源IC，TI特别介绍了旗下两款超低功耗的产品，包括TPS62840与TIDA-010053。TPS62840是TI新一代的超低功耗DC/DC转换器，其静态功耗参数仅有60nA，相较于前代装置的340nA静态功耗参数，60nA的静态功耗将超轻载(1uA)转换效率提高了30%。TIDA-010053则是针对智能流量计应用中不同种类电池输入的电源参考设计方案。该方案包括了一个升压DC/DC转换器，一个降压DC/DC转换器，一个升降压DC/DC转换器。系统设计师可以根据不同电池电压的范围，选择适合的DC/DC转换器，方便系统设计的前期开发。结合TI另一参考设计TIDA-01546，系统设计师可以拥有一套完整的智能流量计电源解决方案。这两款产品都可大幅减少物联网系统的功耗问题。

TI绝大部分的电源产品皆采用自家的生产线进行设计生产，有利于电源IC设计师更容易了解半导体装置的特性，设计出超低功耗DC/DC转换器。其次，透过最佳化电源IC内部各个模块的静态功耗，工程师可设计出适合产品属性的IC架构，达到超低功耗的目标，当物联网系统采用此类超低功耗DC/DC转换器，就可解决功耗问题，让系统得以长时间稳定运作。

TPS62840与TIDA-010053两款产品皆已问世，除了TI官网的设计参考之外，TI的FAE团队也会协助客户，发挥低功耗DC/DC转换器的性能优势，借此提升产品竞争力，在物联网市场抢得先机。

有监于电源设计的良窳往往主宰高科技商品普及应用的命运，即将于8/13举办的电源技术论坛，邀请到TI业务经理姚韵若发表「New ultra-low power DC/DC converter extend the battery life of IoT systems」，交大电机系特聘教授兼系主任陈科宏主讲「5G-IoT时代电源管理芯片设计趋势」，以及ROHM、Maxim、Silicon Labs连袂发表高转换、低功耗的物联装置电源设计方案，是产品开发者的年度盛会，活动完全免费，欢迎把握最后报名机会。


图说：德州仪器(TI)业务经理姚韵若。