TI推出了5款电源管理芯片可高效提取和管理微瓦至毫瓦级电源

级电源

现在的⼀些消费类、⼯业类、医疗类及汽车类的产品中，容量更⼤的电池并不适⽤，甚⾄没有空间存放电池，更别说对电池进⾏快速充电。例如，⼀些可穿戴设备、远程监控设备和传感器⽹络等，这些应⽤难以持续供电，只能从周围环境或传感器获取能量。可以说，它们其实没有⼈为地供电，是⼀种⽆电池⼯作。

因此，以微电源为输⼊能源的解决⽅案将有很⼤的市场空间，⽽如何采集这些五花⼋门的微⼩能量并加以应⽤成为新兴课题。近⽇，德州仪器推出了5款电源管理芯⽚bq25570、bq25505、TPS62740、TPS62737

与TPS62736，能⾼效提取和管理从光源、热源或机械能源采集的微⽡⾄毫⽡级电源，在开启下⼀代能量采集的竞争中先发制⼈。TI电池管理市场及应⽤经理⽂司华博⼠向记者详细介绍了这⼏款芯⽚的优势。⽂博⼠说：“我们经常需要系统级的电源⽅案，但最⼤的难题是，什么样的电源才能适⽤于应⽤场景，电源⽆疑是很重要的，在任何情况下有⾯向该应⽤的最低功耗解决⽅案。TI提供的全套技术⽅案，包括电源管理和⾼精度的模拟IC，这是我们最⼤的专长；另外，我们有⾮常低功耗的微控制器，低功耗的⽆线连接，包括Wi-Fi、ZigBee、蓝⽛以及1个Sub-1

GHz集成的芯⽚。我们希望在能量采集概念范畴下，能从光、热量、振动、RF上去获取能量，为控制器进⾏供电。但⼀个很⼤的挑战摆在⾯前，⼀般的DC/DC转换器，如⽤在⼿持设备上的单节锂电池，输⼊电流在1

A左右，很少在50 mA以下，输⼊电压在1.8 V以下也⽐较少，⼀般都是3 V或2.5 V以上。⽽太阳能（10~10 000 uW/cm2）、热量（25~1

000 uW/cm2）、振动（50~250 uW/cm2）、RF（0.01~0.1 uW/cm2）的能量采集，它们所提供的电压⾮常少，可能少于1V，电流也是毫安级或微安级的。

因此，能量采集技术的要点即最⼤的挑战就是能够把这些输⼊微电源收集起来，这就需要去研究拓扑结构和更深层次的芯⽚设计。”在采集完微能量之后，实际上还不能直接给终端产品供电，如⽆线电⼴播ZigBee、蓝⽛、MCU，因为最少也要⼏⼗或上百微安级的功耗，所以还需要存储元件，可以是锂离⼦电池，也可以是薄膜电池或超级电容。这个存储元件是必须的，因为在⼤部分时间是在收集能量，少数时间是在发射能量或应⽤能量，所以，需要将采集的微能量保存在存储元件中，最终就能以⼀定的形式输出并供电。

TI最新推出的集成降压转换器的升压充电器bq25570⼯作电压为120 mV~3 V，其不但静态流耗极低，仅为488 nA，⽽且可在输出电流低于10

uA的情况下实现超过90%的效率（这得益于其⾃耗电⾮常⼩），从⽽在供电量极低的情况下也能保持⾼效率，如图3所⽰。相⽐之下，⼀个DC/DC 转换器在10

mA的情况下效率⼀般为50%~60%，在重载或常载的情况下，如300

mA或500mA，会出现80%~90%的效率。bq25570不仅⽀持最⼤功率点跟踪(MPPT)，可从光伏电池和热电发⽣器提取和管理电源，⽽且还⽀持任何能源存储元件，⽐如可充电式锂离⼦电池、薄膜电池、超级电容器或常规电容器等。在长期存储期间，bq25570

供电可通过“运送模式(ship mode)”特性禁⽤，使其流耗不⾜5 nA。bq25505升压充电器与bq25570类似，但可实现低⾄325nA的⼯作静态电流。bq25505

采⽤独特的⾃动功率多路复⽤器栅极驱动器，可通过能量采集电源与原电池实现⽆缝系统⼯作，能在长时间⿊暗或⽆能源时作为备⽤电池。

TI此次新推出的芯⽚还有针对300 mA输出电流设计⽅案的最⼩、最低功耗的降压转换器TPS62740，可以在主动⼯作状态下⽀持360

nA的静态电流，⽽在待机状态下静态电流则为70 nA。这款转换器可在低⾄10 uA的电流下实现超过90%的效率。对于更低电流设计⽽⾔，TI 针对200

mA设计⽅案的最新TPS62737转换器以及针对50 mA设计⽅案的TPS62736可在主动⼯作期间实现370 nA 的超低静态电流，在睡眠模式下实现15

nA的静态电流，⽽在输出电流不⾜15 uA 的情况下也可实现90% 的效率。

http://bokexin.com/article/show-41.aspx

⽂博⼠强调：“此次推出的芯⽚针对的应⽤是低数据速率、低占空⽐的超低功耗设计，这样才能可以让芯⽚有充⾜的时间缓慢获取太阳能或其他形式的能量。”从终端应⽤⾓度看，智能家居、可穿戴设备、摇控器之类则需要更长电池使⽤寿命的设备，⼈体医疗上的植⼊设备、⽯油钻井平台和管道等难以触及的设备，以及需要⼤量⽆线传感器供电的环境感知应⽤，这些都可以⽤到TI最新⼀代电源管理芯⽚。

微能源采集技术为⽆电池⼯作应⽤所带来的变⾰是显⽽易见的，⽽这种技术究竟能做出多⼤贡献，我们将拭⽬以待。www.bokexin.comwww.oc-ic.cn