LDO在IoT中省電的兩種方法

　　隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 不斷占領(lǐng)于我們的住宅和辦公場(chǎng)所，我們會(huì )發(fā)現越來(lái)越多的電器和系統集成了電子元器件，而且我們能夠在世界上的任何一個(gè)角落訪(fǎng)問(wèn)這些電器和系統。不過(guò)，由于有如此之多的設備被連接到我們的住宅和辦公室，我們消耗了難以計數的待機電能。我們怎樣才能使恒溫器、大門(mén)、門(mén)鈴、安防系統和電視更加高效，而同時(shí)又不會(huì )對連通性產(chǎn)生任何影響呢？如果我告訴你一個(gè)簡(jiǎn)單的線(xiàn)性穩壓器就可以實(shí)現這一功能，你會(huì )相信嗎？下面的內容給出了答案。

　　LDO能帶來(lái)更高的功效

　　我們生活和工作場(chǎng)所中的很多設計嚴重依賴(lài)于傳感器來(lái)提供精確功能。這些傳感器中的很多都需要解析小數溫度、檢測少量的化學(xué)品或氣體，并且測量極少量的液體。由于效率對于感測很關(guān)鍵，我們需要集成一個(gè)開(kāi)關(guān)模式電源 （SMPS），以實(shí)現80%以上的效率。遺憾的是，在集成開(kāi)關(guān)穩壓器時(shí)，會(huì )生成電壓擺動(dòng)等外部因素，對傳感器的功能產(chǎn)生負面影響。

　　通常情況下，我們在SMPS的輸出上添加一個(gè)LDO來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。LDO減少了電源設計的總體效率；然而，它使我們能夠將效率保持在70%，與全線(xiàn)性解決方案相比，總體性能得以提升，它們的總體效率在10-20%之間。LDO還特有電源抑制 （PSR） 功能。PSR對功率波動(dòng)有所幫助，由于LDO充當濾波器的角色，波動(dòng)就不會(huì )再對傳感器產(chǎn)生影響了。我們來(lái)看看使用TPS717 LDO時(shí)的情況。

　　由于大多數傳感器中樞和子系統需要低電流，我們可以使用10mA負載來(lái)分析我們的信號。如果我們假定運行頻率為2.1Mhz，TPS717具有多余的40dB PSR，這意味著(zhù)LDO反射的紋波比SMPS反射的紋波低100倍。

　　LDO系統能耗極低

　　在不考慮效率的情況下，我們現在將注意力放在系統的更低功耗方面，并減少我們的總體待機功耗。為了計算LDO的功率耗散，我們必須來(lái)看一看輸入與輸出之間的壓降，而LDO正在提供的電流為：

　　雖然我們的LDO對于整體功耗的影響還不是很明顯，諸如LP2951的很多LDO具有一個(gè)關(guān)斷特性，此特性能夠關(guān)閉當前為系統供電的電源。

　　圖2：LP2951的功能圖

　　關(guān)斷模式時(shí)，系統功率損耗只被限制在關(guān)斷電流：

　　在將LP2951用做一個(gè)示例，并且以其關(guān)斷電流為例時(shí)，我們可以將功率損耗減少1000倍。

　　結論

　　這就意味著(zhù)我們可以單單依靠LDO來(lái)使我們的電源設計更加高效嗎？不是，我們還需要進(jìn)行總體考慮。實(shí)際上，系統的效率受到總體設計的影響。不過(guò)，通過(guò)添加合適的LDO，我們可以確保為設計所依賴(lài)的很多傳感器提供潔凈的電源軌，我們還可以保證傳感器只在我們需要它運行時(shí)才會(huì )耗電。