智能锁的三种电源拓扑,设计该选择哪一项?

电子设计 2018-03-08 06:30 次阅读

线性稳压器,升压(升压)或降压(降压)——这些是大多数智能锁的三种电源拓扑。您为您的设计选择哪一项?为什么这点重要?

任何物联网(IoT)设备的成功取决于其易用性。主要在于,易用性意味着易于连接和控制设备。但它也是指联网设备的维护不足。由于电池需要更换,多久将其关断一次?

智能锁的电源必须支持无线微控制器(MCU),例如SimpleLink™Bluetooth®低功耗CC2640R2F解决方案;一个转动锁的电机驱动器,如DRV8833;及任何其他外设,如发光二极管(LED)。从根本上讲,将电池电压转换为负载有三种方法:只需用低压差(LDO)线性稳压器降压,用升压型DC/DC转换器进行升压,或者用降压DC/DC转换器进行降压。

图1所示为具有LDO的智能锁的基本框图,如TPS76625。一些工程师考虑使用LDO,因其成本低。在大多数情况下,LDO的集成电路(IC)成本低于降压(降压)或升压(升压)转换器的IC成本。但线性电路的效率可以缩短电池寿命。

 

1:具有LDO的智能锁定框图

 

图2所示为带升压转换器的方框图,如TPS61030。四节AA电池重新排列,以支持电机驱动器的升压拓扑,而无线MCU直接与电池相连。虽然这非常有效,但用于电机驱动器的通过升压转换器转换的高功率等于按绝对价值计算的更高功率损耗水平。有一种更有效的方式。

 

2:具有升压转换器的智能锁定框图

 

图3所示为具有降压转换器的框图。特别来讲,效率值通过TPS62745超低功耗降压转换器测得。超低功耗转换器大大提高了系统待机模式的效率。对于智能锁,系统在其整个使用寿命周期几乎处于待机状态,不用开锁或闭锁。

3:具有降压转换器的智能锁定框图

 

图4比较了每个拓扑的电池寿命。该图假设锁每天打开或关闭12次。如您所见,电池寿命与无线MCU连接事件的频率成正比。尝试连接的次数越多——为了发现尝试打开锁的人——它消耗的功率越多。标准连接时间为500ms,四节AA碱性电池可以使用60个月(五年)。

 

4:不同功率拓扑的电池寿命比较

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