让我们的物联网设备使用寿命更长

升压转换器广泛用于消费电子产品中，以提高和稳定锂离子电池在负载下的下垂电压。一个新兴且不断增长的消费市场是物联网 (IoT)，这是一种基于“云”的无线互连设备网络，通常包括音频、视频、智能家居和可穿戴应用。物联网趋势与绿色能源(减少浪费电力和转向可再生能源生产形式的驱动力)相结合，要求小型设备长时间自主运行，同时消耗很少的电力。在本文中，我们介绍了一种适用于小型便携式设备的典型物联网电源管理解决方案，同时也回顾了它的缺点。然后我们介绍了克服这些缺点的 nanoPower 升压转换器，

典型的可穿戴电源解决方案

可穿戴心脏监测贴片通常非常小，并且必须持续很长时间，因此最小化尺寸和功耗至关重要。

这种由 100mAh 碱性纽扣电池供电并消耗 100µA 电流的设备将持续 3 周。另一方面，在关断模式下，该器件可能需要长达 3 年的使用寿命，这需要 4µA 或更小的漏电流。漏电流为 0.2µA 且总静态电流为 10µA 的典型电压调节器将剥夺器件 1.8 个月的保质期和两天的运行时间。

高效率和小尺寸是具有挑战性的要求。增加工作频率将减小无源器件的尺寸，同时增加损耗，从而降低效率。便携式物联网设备的激增需要多种定制版本的稳压器，尤其是在输出电压和电流规格方面。因此，物联网设备制造商可能被迫维护大量且成本高昂的不同监管机构以及支持它们所需的无源器件。

最先进的解决方案

理想的解决方案是解决这些缺点的电压调节器。MAX17222 nanoPower 同步升压转换器就是这样一种器件。MAX17222 提供 400 mV 至 5.5 V 的输入范围、0.5-A 峰值电感电流限制以及可通过单个标准 1% 电阻选择的输出电压。新颖的真正关断模式产生纳安范围内的泄漏电流，使其成为真正的纳功率器件!

真正的关断电流优势

真正的关断功能将输出与输入断开，没有正向或反向电流，从而产生非常低的泄漏电流。如果您还记得，我们计算出的典型解决方案的保质期缩短是 100 mAh 电池 3 年中的 1.8 个月。漏电流为 0.5nA 时，同一电池 3 年的保质期缩短至仅 3 小时!

如果使用上拉电阻来启用/禁用操作，则还必须考虑真正关断模式下的上拉电流。如果相反，启用 (EN) 引脚由推挽式外部驱动器驱动，该驱动器由不同的电源供电，则没有上拉电流，关断电流仅为 0.5 nA。

静态电流优势

参考图 3，MAX17222 的输入静态电流 (I QINT ) 为 0.5 nA (启动后使能开路)，输出静态电流 (I QOUT ) 为 300 nA。要计算总输入静态电流，必须将馈送输出电流 (I QOUT_IN ) 所需的额外输入电流添加到 I QINT。由于输出功率与输入功率的关系是效率(P OUT = P IN x η)，因此可以得出：

I QOUT_IN = I QOUT x (V OUT /V IN )/η

如果 V IN = 1.5 V，V OUT = 3 V，效率 η = 85%，我们有：

I QOUT_IN = 300nA x (3/1.5)/0.85 = 705.88 nA

将 705.88 nA 与 0.5 nA 的输入电流相加，总输入静态电流为 706.38 nA (I QINGT )。这个计算比前面讨论的典型情况好 14 倍。使用 0.7 µA 的静态电流，为典型解决方案计算的两天减少运行时间仅为 3.5 小时。

启用瞬态保护模式

MAX17222 包括一个用于启用瞬态保护 (ETP) 模式的选项。当存在上拉电阻器时，由输出电容器供电的额外片上电路可确保 EN 在输入端的短暂瞬态干扰期间保持高电平。在这种情况下，上面计算的静态电流增加了几十纳安。

R SEL优势

MAX17222 取代了用于设置输出电压值的传统电阻分压器，采用单个输出选择电阻 (R SEL )，如图 3 所示。启动时，芯片使用高达 200 µA 的电流来读取 R SEL价值。这仅在选择电阻检测时间(通常为 600 µs)期间发生，实际上消除了 R SEL对静态电流的影响。一个标准的 1% 电阻器可设置 33 个不同的输出电压之一，在 1.8 V 和 5 V 之间以 100mV 的增量分隔。结果是 BOM 的小幅减少(少一个电阻器)和更低的静态电流。

效率优势

MAX17222 具有低 R DSON 、板载动力系统 MOSFET 晶体管，即使在足够高的频率下工作时也能产生出色的效率，从而保证较小的整体 PCB 尺寸。

结论

物联网市场催生了小型、无线连接和电池供电设备的爆炸式增长。这些器件继续降低运行(效率)和关断(漏电流)的功率损耗边界。Maxim 的 MAX17222 是一款超低静态电流、高效同步降压转换器，可显着延长物联网设备的货架期和使用寿命，是此类应用的理想选择。