貼片形式的醫(yī)療監(jiān)測(cè)設(shè)備可測(cè)量體溫、監(jiān)測(cè)心率以及輸送胰島素。此類(lèi)設(shè)備在提供給病人之前，可能會(huì)在儲(chǔ)藏室存放較長(zhǎng)一段時(shí)間。因此，保持其功效的關(guān)鍵就在于較長(zhǎng)的電池壽命。一系列其他的物聯(lián)網(wǎng)(IoT)設(shè)備亦是如此，包括從智能手表和耳塞式耳機(jī)到視頻游戲控制器、電表以及樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)。對(duì)于此類(lèi)小尺寸、電池供電的系統(tǒng)，就必須掌握通過(guò)低靜態(tài)電流延長(zhǎng)電池壽命的設(shè)計(jì)奧秘了。

I_Q降低1微安，壽命延長(zhǎng)三個(gè)月

對(duì)于一個(gè)普通的兩口之家，各種設(shè)備中所使用的電池可能有30到60塊，其中每種設(shè)備都具有各自獨(dú)特的耗能模式。電池壽命一般是根據(jù)中央控制單元(例如微控制器)在工作、睡眠和休眠模式下的電流計(jì)算的。相關(guān)的傳感器和無(wú)線電也與微控制器一起工作。電源通常包括開(kāi)關(guān)或低壓差(LDO)調(diào)節(jié)器，有時(shí)也包含IC (PMIC)——這對(duì)于系統(tǒng)各功能模塊的供電至關(guān)重要。工作模式的電流消耗當(dāng)然對(duì)電池壽命的影響非常大，但是待機(jī)電流同樣影響巨大，尤其是當(dāng)設(shè)備的睡眠/休眠功能占據(jù)了大部分使用時(shí)間的情況下。睡眠/休眠期間，電源的靜態(tài)電流是系統(tǒng)待機(jī)功耗的最大貢獻(xiàn)者。舉例來(lái)說(shuō)，如果某個(gè)系統(tǒng)由一個(gè)40mAh、1.55V、1年使用期限的氧化銀紐扣電池供電，電流消耗大約為4μA。此時(shí)，該電流只需降低1微安，可穿戴設(shè)備的使用壽命即可延長(zhǎng)大約三個(gè)月。

想要延長(zhǎng)設(shè)備的電池壽命，設(shè)計(jì)者至少需要掌握利用低功耗微控制器、傳感器、無(wú)線電和高功率電源等組件進(jìn)行設(shè)計(jì)的技巧。運(yùn)用高效電源管理技巧來(lái)平衡電池的容量與尺寸也是至關(guān)重要的，特別是當(dāng)設(shè)計(jì)越來(lái)越趨向小型和輕量化時(shí)。此外，當(dāng)電池電壓下降到較低水平時(shí)，選擇正確的升壓轉(zhuǎn)換器——輸出電壓高于源電壓的DC-DC轉(zhuǎn)換器可有效延長(zhǎng)電池壽命。想要確保為電池供電設(shè)計(jì)選擇正確的升壓轉(zhuǎn)換器，需要考慮以下因素：

靜態(tài)電流：越低的靜態(tài)電流越有利于延長(zhǎng)系統(tǒng)待機(jī)模式下的電池壽命。

真關(guān)斷模式：關(guān)斷時(shí)將電流輸出與輸入阻塞，提高效率、延長(zhǎng)產(chǎn)品保存期限。

輸入電壓范圍：允許利用幾乎耗盡的電池進(jìn)行工作。

效率：測(cè)量VIN、VOUT和IOUT，百分比越高，越有利于延長(zhǎng)電池壽命(uA水平的理想效率為大于90%)。

nanoPower — 靜態(tài)電流僅為300nA

Maxim現(xiàn)在提供全新DC-DC升壓轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品家族，可理想用于需要較長(zhǎng)電池壽命的電池供電應(yīng)用。這些轉(zhuǎn)換器提供超低靜態(tài)電流(300nA)和真關(guān)斷(True Shutdown?)技術(shù)，輸出與輸入斷開(kāi)時(shí)沒(méi)有正向和反向電流。其中，MAX17222的峰值電感限流為0.5A。輸出電壓可選擇使用一個(gè)1%的標(biāo)準(zhǔn)電阻。電路采用0.88 x 1.4mm2、6焊球WLP封裝和6引腳uDFN封裝，整個(gè)負(fù)載范圍內(nèi)的峰值效率高達(dá)95%。