Consideraciones de diseño para aplicaciones SMPS de baja corriente

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Tengo un proyecto en el que estoy trabajando, que funciona con una sola batería de Ion de litio (digamos que el rango de diseño es de 2.5V a 4.2V) y una MCU basada en nRF52832. Decidí diseñar una topología de energía que vaya de la batería sin procesar a un riel de "sistema" de 2.5 V, y luego enviarlo a todos los dispositivos + el regulador interno de CC / CC del nRF52.

El objetivo de mi diseño para el consumo de energía "inactivo" aquí (es decir, inactivo hasta que se produce el evento) es de aproximadamente 300uA o menos. No creo que las corrientes de pico en el riel pasen más allá de los 20 mA o tan bien, pasando por los números de hoja de datos nRF (tomados con grano de sal de comercialización), afirman ~ 15 mA aproximadamente del consumo actual.

Por lo tanto, obviamente tengo una inquietud acerca de la corriente de reposo (Iq) de mi regulador elegido, que básicamente me baso en el fabricante. Pero, también me preocupa que un controlador Buck ingrese en omisión de pulsos o en un modo similar y me dé un gran problema de EMI / EMC con el que lidiar.

El delta de voltaje más grande posible (4.2V - 2.5V) me da un poco de pausa usando una parte LDO / lineal (~ 55% de eficiencia). He consultado el AP3401 , principalmente porque es increíblemente barato. La hoja de datos es muy ligera en los detalles, pero menciona el salto de pulso una vez. Me imagino que correr a muy bajas corrientes en relación con el número 1A me pondrá en ese rango.

Este TI TPS62740 naturalmente tiene una hoja de datos mejor, y parece una parte "mejor" para esto / destinado a estas corrientes bajas, pero también parece ser literalmente 8 veces el costo del AP3401.

Resumiendo:

  1. ¿Recomendaciones / documentación sobre aplicaciones de regulador de conmutación de muy baja corriente?
  2. ¿Experiencia con / historias sobre cómo lidiar con problemas relacionados con EMI con un regulador que básicamente siempre está saltando de pulso?
  3. ¿Chuparlo e ir con un regulador lineal? ¿Algún tipo de esquema que cambia según el estado del sistema?
  4. ¿Soluciones recomendadas de la experiencia previa? El volumen objetivo que creo es de alrededor de 10K unidades / año.
pregunta Krunal Desai

1 respuesta

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Olvídate de EMI. A menos que haga un trabajo terrible en el diseño, no tendrá problemas de emisiones de su convertidor DC-DC. A mi modo de ver, la compensación es el costo frente a la vida útil de la batería. Si la duración de la batería es correcta, me quedaría con el LDO para una mayor simplicidad, intercambiabilidad y menor costo. También tenga en cuenta que el cálculo de eficiencia no debe hacerse a 4.2 V, sino a 3.7 V (el promedio). Entonces es 2.5 / 3.7 = 67%. La corriente de reposo también será probablemente menor con el LDO. La corriente de reposo puede dominar la vida útil de la batería, si el producto pasa la mayor parte del tiempo en espera. Un simple SOT-23 LDO debe manejar la corriente requerida fácilmente. Estos están disponibles en muchos proveedores con pinouts similares / iguales, por lo que no tendrá un solo proveedor (asegúrese de elegir una pieza fácilmente cruzable).

Si va a un conmutador, intente encontrar uno que sea compatible con pin en múltiples proveedores. Estos son ligeramente menos intercambiables que los LDO, pero debería poder producir fácilmente un diseño que se adapte a múltiples convertidores DC-DC. Creo que un buen número de pequeños convertidores reductores pasarán automáticamente al modo LDO con carga baja (en lugar del modo de omisión de pulsos). Por lo tanto, es posible que no tenga que preocuparse por omitir el pulso de todos modos.

No utilice piezas propietarias que no sean compatibles con piezas de otros proveedores. Lo lamentará más adelante cuando el tiempo de entrega sea de 26 semanas, y es de una sola fuente para esa parte.

    
respondido por el mkeith

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