延长小型电池供电电子设备运行时间的4种方法

游戏机、工厂自动化系统、智能家居扬声器和便携式工具有什么共同点？它们都是由单节锂离子电池供电的电子设备的例子。因此，它们给设计人员带来了一个棘手的挑战：在不扩大这些小尺寸产品的电池容量的情况下延长电池寿命。

这些产品的消费者已经接受了它们的紧凑尺寸，并且还希望他们的设备在两次充电之间能够持续很长时间。这种期望促使设计人员寻求满足对电源的严格要求的开关组件，从而为最终产品提供可靠的直流电源。理想情况下，使用单节电池的小型电子产品的电源组件应满足以下四个关键标准：

体积小

高效率

减少散热

低静态电流

在评估电源组件时，静态或待机电流的作用不容忽视。其中许多电池供电设备处于待机模式，直到某些定期操作触发它们唤醒并执行任务或将数据传输到云。虽然通常为标称，但电源的静态电流通常是系统待机功耗的最大贡献者。因此，设计具有低静态电流开关稳压器的电源是延长小型电子设备电池寿命的好方法。

新型高效降压转换器

单节锂离子电池的电压输出一般在3.0V至4.2V之间。如果所需的电压轨在此范围内，则降压转换器可以帮助确保稳定的电压轨。Maxim的降压转换器，旨在满足由单节锂离子电池供电的紧凑型电子器件的要求。MAX77324为1.5A高效降压转换器，采用1.22mm x 0.85mm WLP-6封装，适用于6.89mm2总解决方案大小。该器件提供 93% 的峰值效率、40μA 静态电流、1μA 关断电流和自动 SKIP 模式，以提高轻负载效率。该器件在低输出电流下自动进入SKIP模式，通过有效降低开关频率和提高转换器效率来降低开关损耗。此功能可在最宽的工作范围内实现最佳效率，从而延长电池寿命。降压转换器的高侧和低侧MOSFET的低导通电阻也延长了电池寿命。

图2给出了效率曲线，显示了MAX77324在典型的锂离子电池输入电压范围内和低至87mA至4.1A的输出电流范围内如何实现优于5%的转换效率。转换器是否在 1.0V 下工作外或 1.2V外，此性能水平（显示为 1.8V外配置）保持一致。

 

图2：MAX77324的效率曲线。

如果发生任何间歇性故障，该器件包括欠压锁定 （UVLO） 等保护功能，可在低输入电压条件下防止运行;软启动，限制启动期间的浪涌电流;有源输出放电;以及短路和热关断保护。该器件还采用Maxim专有的Quick-PWM快速响应、恒定导通时间脉宽调制（PWM）控制方案。该控制方案可处理宽输入/输出电压比，提供对负载瞬变的即时响应，同时保持伪恒定开关频率。如前所述，大多数便携式电子设备始终保持开启状态，在待机和全功率模式之间交替。这两种模式之间的转换通常转化为输出电流的快速增加或减少。转换器快速准确地响应输出电流需求浪涌的能力由其负载瞬态响应来衡量。在一个用例中，MAX77324展示了对750mA负载阶跃和负载释放做出反应的能力，输出电压偏差最小，约为2.5%

让客户满意

功能集持续增长，而各种电子产品的外形尺寸也在缩小。与此同时，尽管容量受到尺寸的限制，但内部的微型电池面临着保持这些设备长时间运行的严峻挑战。如果您想让客户满意，请选择具有低静态电流的小型高效电源组件，从而延长产品运行时间。

审核编辑：郭婷