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[Torex] Como usar o regulador LDO para carregar pequenas baterias de íon-lítio (2/3)

  • Autor:Torex
  • Lançamento em:2021-01-12

Escolha o regulador e detector corretos

O funcionamento do circuito regulador de tensão é o seguinte:

(imagem 3:Circuito regulador de tensão típico)

O XC6240 e o XC6215 geralmente consomem 0,8 µA de corrente durante a operação e apenas absorvem 0,24 µA de corrente (corrente de drenagem da bateria) no modo de espera.V fixo de XC6240 FORAÉ 2,63 V ± 1,5%, especialmente usado no produto EnerCera da NGK.XC6215 V FORAEle pode ser selecionado em etapas de 0,1 V dentro da faixa de 0,9 V a 5,0 V ± 2%.

Se o tamanho for importante, ambas as séries podem usar USPN-4 ultrapequeno (1,2 x 0,9 x máx. 0,40 mm) ou USP-6B06 fino (1,5 x 1,8 x máx.0,33 mm) E o SSOT-24 maior (2,1 x 2,0 x máximo 1,1 mm).

XC6136 e XC6140 geralmente consomem 110nA de corrente ao trabalhar,O usuário pode escolherLimite de detecção de tensão (V DF),Para esses tipos de bateria, Geralmente V DFEntre 1.6V e 2.2V.

Use o XC6140 para detectar a tensão de liberação (V DR) Está fixado em 2,475 V, que é o melhor valor para este tipo de bateria (veja a nota na Figura 2).XC6136V DREstá em 5% (V DR = V DF + 5%)Calculado com uma histerese fixa,Então, depende de V DF.Ambas as séries estão no pacote ultrapequeno USPQ-4B05 (1,0 x 1,0 x 0,33 mm no máximo).

Exemplo de aplicação: circuito standby

No exemplo de circuito abaixo, ilustramos casos de uso típicos para essas novas baterias.

Muitas aplicações industriais requerem circuitos de backup para fornecer energia de emergência no caso de uma falha de energia principal.Normalmente, baterias de botão não recarregáveis ​​ou Supercaps são usadas hoje, mas agora podem ser facilmente substituídas por pequenas baterias recarregáveis ​​de lítio, conforme mostrado na Figura 4.

(Figura 4 Circuito de backup em condições instáveis ​​de 5 V a 3,3 V ou 5 V a 5 V)

Instruções

Para VIN = 5V a VOUT = 5V

  • O tipo XC9142 C ou F mantém o VOUT 5V.
  • O capacitor ou bateria de backup é sempre carregado pelo XC6240 / 15 LDO.
  • Quando VIN é cortado, o boost lateral inferior DC / DC fornece tensão.
  • O tipo XC9142 C ou F está pronto e pode ser usado para conexão "OU" de VOUT.
  • XC9140 / XCL101 também pode ser usado para aumento de downside.

Para VIN = 5V a VOUT = 3,3V

  • XC6227 é adequado para LDO do lado superior para gerar voltagem de 3,3 V, porque tem função de proteção de corrente reversa, portanto, nenhum diodo de isolamento externo é necessário.

notas:

  • O boost DC / DC funciona sempre e o VOUT2 deve ser 0,1V ~ 0,2V menor do que o VOUT1
  • Os supercapacitores geralmente têm um máximo de 2,5 V, portanto, os engenheiros precisam ser cautelosos com as sobretensões.
  • Se você usar baterias recarregáveis ​​LDO Li, elas podem manter 2,2 V ~ 2,3 V por mais tempo e toda a energia armazenada pode ser usada (ao contrário do Supercap).

Fácil de carregar, forte resistência à descarga excessiva e faixa de temperatura operacional estendida significam que essas baterias são ideais para uso como baterias de reserva para equipamentos industriais.

Exemplos de aplicação: módulos IoT, módulos de bateria e cartões inteligentes

Outras aplicações comuns incluem pequenos módulos IoT, sistemas de energia de bateria e cartões inteligentes de última geração.Essas aplicações geralmente limitam o espaço e, devido ao tamanho pequeno e compacto de nosso pacote USP, nossa solução de carregamento é muito adequada.Soluções com altura ≤ 0,35 mm são fáceis de implementar e muito adequadas para aplicações de cartão inteligente.

No exemplo de circuito a seguir, ilustramos um caso de uso típico:

(Figura 5Módulo IOT, sistema de energia da bateria e circuito de cartão inteligente)

notas:

  • Embora a tensão do Supercap caia linearmente durante a descarga, esta bateria de lítio pode manter a tensão de saída constante em torno de 2,3 a 2,3 V, facilitando o uso efetivo da energia.
  • As baterias de lítio e os capacitores de Li recarregáveis ​​via LDO podem ser carregados com uma tensão constante de 2,5 a 3,0 V via LDO e são fáceis de usar, tornando-os ideais para aplicações de backup.
  • Também desenvolveuTipo de temperatura operacional mais alta do que bateria primária de Li (por exemplo, CR2032), por exemplo, ~ 70 O C e ~ 105 O C, adequado para aplicações de equipamentos industriais.Ele também suporta refluxo e laminação térmica.
  • O XC6140 está pronto como um IC dedicado para corresponder ao circuito de detecção de descarga de baterias de Li que podem ser carregadas por meio de capacitores LDO e Li.