使用低IQ降压/升压转换器延长流量计电池寿命的三个好处

大家好，小科来为大家解答以上问题。使用低IQ降压/升压转换器延长流量计电池寿命的三个好处这个很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

1、与二氧化锰锂(LiMnO2)等电池化学品相比，亚硫酰氯锂(LiSOCI2)电池可以实现更高的能量密度和更好的每瓦成本比，因此被广泛应用于智能流量计中。但是，LiSOCl2电池有一个缺点，那就是它对峰值负载的响应较差，这可能会导致电池的可用容量降低。因此，在本文中，我们将探索一种有效的方法来降低电池的峰值负载(数百毫安)，从而有助于延长电池寿命。

2、在更大程度上增加电池的可用容量非常重要，因为它可以使系统设计实现：

3、在使用相同电池的情况下，增加仪表读数和数据传输的次数。

4、用同样的电池获得更长的寿命。

5、在使用寿命不变的情况下，减小电池尺寸。

6、通过将相同的设计应用于更多类型的流量计，上述优点可以大大降低电池成本、维护成本和开发成本。

7、观看TPS61094演示视频

8、设计挑战：延长电池寿命

9、成功的仪器设计需要较长的运行时间(超过15年)和阀门控制、数据记录和数据传输功能。延长电池寿命是延长仪器运行时间的有效途径。但是，如果电池直接与负载连接，不使用任何功率缓冲器，仪器复杂的负载曲线可能会缩短电池寿命。

10、根据电流水平的不同，标准仪表的负荷消耗曲线可分为待机模式、中间模式和工作模式。每种模式对电池寿命有不同的影响：

11、待机模式下的功耗为5 A至100 A.主要功耗项目为计量、微控制器和保护电路的静态电流(IQ)。虽然其绝对值很小，但通常是影响仪器寿命的主要因素。在待机模式下，任何连接的DC/DC转换器的IQ都应处于纳安级，功率缓冲器的泄漏值应处于低水平，以提高效率。

12、中间模式的电流消耗为2mA至10mA。通常，这种负载来自RX级的模拟前端。在这种模式下，功率缓冲器的效率对于更大程度地减少能量损失非常重要。

13、工作模式下的电流消耗最高。在工作模式下，负载通常来自TX级的驱动阀和模拟前端，需要20mA到几百毫安的电流。直接从LiSOCl2电池获取电流会严重降低电池容量。

14、表1显示了Saft LS33600电池在不同负载和温度条件下基于17Ah额定容量的容量降额。当工作温度为20时，200毫安的负载电流将导致容量减少42%。因此，电池绝不能直接用于为负载供电。只有使用低泄漏功率缓冲器，才能将峰值电流限制在10mA以下。

15、容量(Ah)

16、-40摄氏度

17、20

18、20摄氏度

19、10mA

20、41.2%

21、17.6%

22、不降额

23、100毫安

24、82.35%

25、58.8%

26、23.5%

27、200毫安

28、不适用

29、不适用

30、42.0%

31、表1:1:安全电池LS33600电池的容量和电流特性

32、TI TPS61094 60nA IQ降压/升压转换器可延长电池寿命，同时在待机模式、中间模式和工作模式下保持出色的效率。TPS61094有三个主要优点：

33、在宽负载范围内实现超高效率。在VOUT=3.3V，VIN >的条件下；5V，当负载为5a到250毫安时，TPS61094可以达到90%以上的平均效率，实现大多数流量计情况下的高效供电。

34、限制电池的峰值电流。在Buck_on模式下给超级电容器充电时，或者在辅助模式下使用电池为VOUT端的重负载供电时，TPS61094可以限制峰值输入电流。图1示出了TPS61094的配置，图2示出了当在VOUT端有200毫安和2s负载脉冲时的电池峰值电流。第一阶段大负荷下，峰值电流限制在7mA。在释放第二级负载后，该设备以10mA的恒定电流为超级电容器充电。当超级电容器充电后电压恢复到0V时，器件会停止充电，但仍处于Buck_on模式。

35、图1:1的配置：TPS61094

36、图2:示波器显示电池在重负载下的峰值电流。

37、在整个温度范围内，超级电容器提供的能量保持不变。通常，混合层电容器(h

38、超级电容器内的可用能量取决于超级电容器的容量、设定的超级电容器两端最大电压和 TPS61094 的欠压锁定功能。超级电容器的可用能量越多，在连续重负载条件下的工作时间越长。

39、图 3 分别显示了采用 TPS61094 或仅使用超级电容器的电源缓冲器解决方案。在 TPS61094 解决方案中，超级电容器电压设定为 2V。TPS61094 为连续负载供电时，可从超级电容器吸收功率，直到超级电容器电压降为 0.6V。因此，可以借助公式 1 计算超级电容器上的可用能量：

40、 (1)

41、其中 ŋ 是转换器的平均效率。

42、在温度为 –40°C 的最差情况下，TPS61094 可在输入电压为 2V 至 0.6V、电流为 150mA 时实现 92% 的平均效率。公式 2 显示计算结果为：

43、(2)

44、

45、图 3：TPS61094 与 HLC/EDLC 配置

46、在 HLC 或 EDLC 解决方案中，可用能量随着电池电压的变化而变化。在温度为 –40°C 且电流为 10mA 时，LS33600 电压会降至 3V。利用公式 3 计算可用能量为：

47、 (3)

48、对公式 2 和 3 的结果进行比较，可发现 TPS61094 解决方案的可用能量是 HLC 和 EDLC 解决方案的两倍。这意味着有更多的能量被输送到负载，并且在极端情况下，电池的峰值电流会降低。例如，如果在 3.3V 的电压下使用 200mA 负载来驱动阀门，HLC 或 EDLC 解决方案仅能在 2.8s 时间内支持负载。具有集成式超级电容器的 TPS61094 降压/升压转换器可在长达 7.8s 的时间内支持负载（假设由电源缓冲器为所有负载供电）。

49、结语

50、流量计具有复杂的负载消耗曲线，因此需要使用电源缓冲器，以帮助延长 LiSOCl2电池的寿命。TPS61094 可在宽工作范围内实现出色效率，是解决寿命长度难题的理想之选。通过限制电池的峰值电流，这款降压/升压转换器可更大程度提升容量以及超级电容器的可用能量，与 HLC 或 EDLC 解决方案相比，可使系统在低温条件下工作更长时间。

51、其他资源

本文到此结束，希望对大家有所帮助。