電池供電電路必須節(jié)能，電池才能長(zhǎng)時(shí)間使用。為此，選擇節(jié)能組件并將其組合成一個(gè)系統(tǒng)。電路中的構(gòu)建塊越少，整個(gè)系統(tǒng)的能源效率就越高。

圖 1 顯示了一個(gè)電水表作為電池供電設(shè)備的示例。該系統(tǒng)使用只有一個(gè)電源電壓的 MAX32662 微控制器。輸入電壓范圍介于 1.71 V 和 3.63 V 之間。

圖1. 微控制器在電池供電的水表中集成了固定電壓調(diào)節(jié)器。

微控制器可以直接由電池供電，電池可提供 2 至 3.6 V 的電壓，具體取決于溫度和充電狀態(tài)。電路中只需要幾個(gè)額外的元件，這意味著整體系統(tǒng)效率可以非常高。然而，微控制器的電流消耗在很大程度上與實(shí)際電源電壓無(wú)關(guān)。微控制器是采用 2 V 還是 3.6 V 工作，對(duì)該 IC 沒(méi)有影響。

帶毫微功耗開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的水表

對(duì)于此類(lèi)情況，可以使用新的毫微功耗開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器。使用這些類(lèi)型的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器，可以有效地將電池電壓轉(zhuǎn)換為較低的值，例如 2 V。毫微功耗開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器在輸出端為微控制器提供所需的電流，但在電池側(cè)的較高電壓下需要的電流較少。圖 2 顯示了增加了高效毫微功耗開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器 MAX38650 的水表電路。

圖2. 在水表電路中添加了一個(gè)毫微功率穩(wěn)壓器。

添加此 IC 可以顯著延長(zhǎng)電池壽命 — 很容易將電池壽命延長(zhǎng) 20% 或更高。由于溫度、峰值電流、傳感器的定期關(guān)閉等眾多影響參數(shù)，確切的節(jié)省效果因情況而異。添加的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器的靜態(tài)電流在這里起著決定性的作用。如果開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器消耗過(guò)多的能量，預(yù)期的節(jié)省就會(huì)消失。

使用 Nanopower 穩(wěn)壓器節(jié)省功耗

圖 3 顯示了一個(gè)帶有 MAX38650 毫微功耗穩(wěn)壓器的電路。顧名思義，該 IC 的靜態(tài)電流在納安范圍內(nèi)。在工作期間，開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器僅消耗 390 nA 的靜態(tài)電流。在 DC-DC 轉(zhuǎn)換器可以關(guān)閉期間，它只需要 5 nA 的關(guān)斷電流。這種毫微功耗電壓轉(zhuǎn)換器非常適合在圖 1 所示的系統(tǒng)中節(jié)省能源。

圖3. 所示為毫微功耗穩(wěn)壓器電路。

如圖 3 所示，只需要幾個(gè)無(wú)源外部元件。R_SEL 引腳上的一個(gè)電阻器沒(méi)有使用電阻分壓器，而是僅使用一個(gè)電阻器來(lái)設(shè)置輸出電壓。電阻分壓器消耗大量電流，根據(jù)電壓和電阻的不同，電流可能會(huì)大大超過(guò)MAX38650的靜態(tài)電流。因此，該 IC 使用可變電阻器;僅在電路打開(kāi)時(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)短檢查。

IC 檢測(cè)輸出電壓的設(shè)定值 — 在接通期間的短時(shí)間內(nèi)，200 μA 的電流通過(guò)該可變電阻器。測(cè)量所得電壓，然后存儲(chǔ)在 IC 內(nèi)部。這意味著在運(yùn)行過(guò)程中通過(guò)傳統(tǒng)的分壓器不會(huì)有能量損失。

通過(guò)添加電壓轉(zhuǎn)換器，可以提高系統(tǒng)的效率并延長(zhǎng)充電壽命。