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  • 克服低功耗應用中的低 IQ 挑戰

    • NESY036B September   2021  – April 2023 BQ25125 , LM5123-Q1 , LMR43610 , LMR43610-Q1 , LMR43620 , LMR43620-Q1 , TPS22916 , TPS3840 , TPS62840 , TPS63900 , TPS7A02

       

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  • 克服低功耗應用中的低 IQ 挑戰
  1.   1
  2.   概覽
  3.   摘要
  4.   影響 IQ 的因素
  5.   低 IQ 為何產生新挑戰
    1.     瞬態回應
    2.     漣波
    3.     雜訊
    4.     晶粒尺寸與解決方案面積
    5.     洩漏與低於閾值的操作
  6.   如何打破低 IQ 障礙
    1.     解決瞬態回應問題
    2.     解決切換雜訊問題
    3.     解決其他雜訊問題
    4.     解決晶粒尺寸與解決方案面積問題
    5.     解決洩漏與低於閾值的操作問題
  7.   電氣特性
    1.     18
    2.     避免低 IQ 設計中的潛在系統陷阱
    3.     實現低 IQ 但不犧牲靈活性
    4.     減少外部零組件數以降低汽車應用中的 IQ
    5.     智慧使用或在智慧使用支援低 IQ 的啟用功能,或啟用在系統層級支援低 IQ 的功能
  8.   結論
  9.   低 IQ的重要產品類別
  10. IMPORTANT NOTICE
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Marketing White Paper

克服低功耗應用中的低 IQ 挑戰

下載最新的英文版本

超低功耗電子產品設計人員必須持續在高性能與長電池續航力間做出取捨。儘管電池容量已有改善,但基本挑戰仍然存在:如何在更長時間內實現更高性能?

減少靜態電流 (IQ) 是降低功耗與管理電池續航力的關鍵。物聯網 (IoT) 感測器節點是說明為何需減少 IQ 以延長電池續航力的最佳範例之一。以 圖 1 中顯示的低功耗 IoT 應用為例,SimpleLink™ MCU 會透過 Bluetooth®、Wi-Fi® 連線或是透過兩者來控制門鎖。

由於這些系統類型大部分時間 (>99%) 都處於待機模式 (如 圖 2 所示),因此在待機或睡眠模式下的 IQ 便成為限制電池續航力的主要因素。若能對低 IQ 電源管理區塊仔細進行最佳化,將可讓電池續航力從兩年延伸到五年以上。

待機 IQ 是長久以來的疑慮,但過去的解決方案僅限於少數低功耗系統。最新的突破可降低 DC/DC 轉換器、電源開關、低壓降穩壓器 (LDO) 及監控器等電源管理建構基礎 IQ,使這些區塊的應用得以擴展到工業量測應用、汽車感測器與個人可穿戴裝置等終端設備。

GUID-20210902-SS0I-QPX0-12MN-QMCHPT5NFV9M-low.gif圖 1 智慧電子鎖方塊圖。
GUID-20210902-SS0I-FZDM-KXC5-QFXRFDXQFM82-low.gif圖 2 智慧電子鎖中電流消耗與時間的關係。
GUID-20210902-SS0I-NMTD-G62M-56RVPTMHKBMP-low.gif圖 3 5-V LDO IQ 隨時間的變化。

如 圖 3 所示,在過去 10 年中,5-V LDO 中的 IQ 每三年就減少約 90%。電路改善與最佳化處理技術不僅成功縮減解決方案空間並提升暫態雜訊性能,更可減少 IQ。

Keith Kunz

Distinguished Member Technical Staff

Design Engineer & Technologist, Linear Power

Stefan Reithmaier

Distinguished Member Technical Staff

Analog Design Manager, Boost & Multi Channel/Phase DCDC

摘要

本文件檢視減少靜態電流 (IQ) 的需求與相關挑戰和解決方案。

1
?
IQ 是無負載靜態電流,也是工作循環低功耗系統所需克服的最重要瓶頸。低 IQ 可延長電池使用壽命。
2
減少 IQ 會在暫態雜訊性能、晶粒封裝面積與輸出功耗範圍中造成相關取捨。
3
若要減少數十年來的 IQ 並且不犧牲性能或面積,必須對矽科技與電路技術進行重新檢視。

 

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