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LDO在IoT中省電的兩種方法

發布時間：2020-08-06 責任編輯：wenwei

【導讀】隨著物聯網 (IoT) 不(bu)斷(duan)占(zhan)領(ling)於(yu)我(wo)們(men)的(de)住(zhu)宅(zhai)和(he)辦(ban)公(gong)場(chang)所(suo)，我(wo)們(men)會(hui)發(fa)現(xian)越(yue)來(lai)越(yue)多(duo)的(de)電(dian)器(qi)和(he)係(xi)統(tong)集(ji)成(cheng)了(le)電(dian)子(zi)元(yuan)器(qi)件(jian)，而(er)且(qie)我(wo)們(men)能(neng)夠(gou)在(zai)世(shi)界(jie)上(shang)的(de)任(ren)何(he)一(yi)個(ge)角(jiao)落(luo)訪(fang)問(wen)這(zhe)些(xie)電(dian)器(qi)和(he)係(xi)統(tong)。不(bu)過(guo)，由(you)於(yu)有(you)如(ru)此(ci)之(zhi)多(duo)的(de)設(she)備(bei)被(bei)連(lian)接(jie)到(dao)我(wo)們(men)的(de)住(zhu)宅(zhai)和(he)辦(ban)公(gong)室(shi)，我(wo)們(men)消(xiao)耗(hao)了(le)難(nan)以(yi)計(ji)數(shu)的(de)待(dai)機(ji)電(dian)能(neng)。我(wo)們(men)怎(zen)樣(yang)才(cai)能(neng)使(shi)恒(heng)溫(wen)器(qi)、大門、門鈴、安(an)防(fang)係(xi)統(tong)和(he)電(dian)視(shi)更(geng)加(jia)高(gao)效(xiao)，而(er)同(tong)時(shi)又(you)不(bu)會(hui)對(dui)連(lian)通(tong)性(xing)產(chan)生(sheng)任(ren)何(he)影(ying)響(xiang)呢(ne)？如(ru)果(guo)我(wo)告(gao)訴(su)你(ni)一(yi)個(ge)簡(jian)單(dan)的(de)線(xian)性(xing)穩(wen)壓(ya)器(qi)就(jiu)可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)這(zhe)一(yi)功(gong)能(neng)，你(ni)會(hui)相(xiang)信(xin)嗎(ma)？下(xia)麵(mian)的(de)內(nei)容(rong)給(gei)出(chu)了(le)答(da)案(an)。

LDO能帶來更高的功效

我們生活和工作場所中的很多設計嚴重依賴於傳感器來提供精確功能。這些傳感器中的很多都需要解析小數溫度、檢測少量的化學品或氣體，並且測量極少量的液體。由於效率對於感測很關鍵，我們需要集成一個開關模式電源 (SMPS)，以實現80%以上的效率。遺憾的是，在集成開關穩壓器時，會生成電壓擺動等外部因素，對傳感器的功能產生負麵影響。

通常情況下，我們在SMPS的輸出上添加一個LDO來解決這個問題。LDO減少了電源設計的總體效率；然而，它使我們能夠將效率保持在70%，與全線性解決方案相比，總體性能得以提升，它們的總體效率在10-20%之間。LDO還特有電源抑製 (PSR) 功能。PSR對功率波動有所幫助，由於LDO充當濾波器的角色，波動就不會再對傳感器產生影響了。我們來看看使用TPS717 LDO時的情況。

LDO在IoT中省電的兩種方法

圖1：TPS717電源抑製

由於大多數傳感器中樞和子係統需要低電流，我們可以使用10mA負載來分析我們的信號。如果我們假定運行頻率為2.1Mhz，TPS717具有多餘的40dB PSR，這意味著LDO反射的紋波比SMPS反射的紋波低100倍。

LDO係統能耗極低

在不考慮效率的情況下，我們現在將注意力放在係統的更低功耗方麵，並減少我們的總體待機功耗。為了計算LDO的功率耗散，我們必須來看一看輸入與輸出之間的壓降，而LDO正在提供的電流為：

雖然我們的LDO對於整體功耗的影響還不是很明顯，諸如LP2951的很多LDO具有一個關斷特性，此特性能夠關閉當前為係統供電的電源。

LDO在IoT中省電的兩種方法

圖2：LP2951的功能圖

關斷模式時，係統功率損耗隻被限製在關斷電流：

在將LP2951用做一個示例，並且以其關斷電流為例時，我們可以將功率損耗減少1000倍。

結論

這就意味著我們可以單單依靠LDO來使我們的電源設計更加高效嗎？不是，我們還需要進行總體考慮。實際上，係統的效率受到總體設計的影響。不過，通過添加合適的LDO，我們可以確保為設計所依賴的很多傳感器提供潔淨的電源軌，我們還可以保證傳感器隻在我們需要它運行時才會耗電。

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