【導讀】本文介紹一種典型的資產跟蹤解決方案，展示MAX3864x nanopower降壓轉換器係列如何憑借其小尺寸
、gaoxiaolvyoushi，zaixiaoxingbianxieshishebeizhongshixiangengchangdedianchishouming。xinxingdedigonghaoshujulianjiejishubushuchengbendi，youciyongxianleduozhongzichangenzongjiejuefangan。duogeyingyonglingyudoujianzhenglezheyidian
，yunshuhegongyinglianguanlixingyeyouqimingxian。

在典型應用中
，傳感器從給定位置提供更新信息，傳輸有關溫度
、濕度、壓ya力li和he運yun動dong的de數shu據ju。傳chuan感gan器qi隻zhi需xu傳chuan輸shu少shao量liang數shu據ju
，所suo以yi其qi覆fu蓋gai密mi度du更geng高gao
，功gong耗hao超chao低di，使shi設she備bei實shi現xian更geng長chang久jiu續xu航hang。傳chuan感gan器qi的de電dian池chi續xu航hang時shi間jian從cong幾ji周zhou到dao長chang達da數shu年nian。根gen據ju具ju體ti的de應ying用yong，資zi產chan跟gen蹤zong應ying用yong可ke能neng需xu要yao部bu署shu多duo個ge跟gen蹤zong器qi設she備bei。相xiang應ying的de，這zhe些xie資zi產chan跟gen蹤zong器qi設she備bei必bi須xu小xiao巧qiao
、便攜
，且經濟高效。

在本設計解決方案中，我們將探討典型的電池供電資產跟蹤器設備遇到的電源管理問題
，並展示使用小巧但高效的降壓轉換器的示例。

邊緣到企業的通信

圖1展(zhan)示(shi)了(le)一(yi)個(ge)典(dian)型(xing)的(de)跟(gen)蹤(zong)通(tong)信(xin)鏈(lian)。被(bei)跟(gen)蹤(zong)資(zi)產(chan)通(tong)過(guo)信(xin)標(biao)傳(chuan)輸(shu)數(shu)據(ju)，數(shu)據(ju)通(tong)過(guo)專(zhuan)用(yong)蜂(feng)窩(wo)網(wang)絡(luo)傳(chuan)輸(shu)到(dao)服(fu)務(wu)器(qi)。然(ran)後(hou)數(shu)據(ju)傳(chuan)輸(shu)到(dao)企(qi)業(ye)門(men)戶(hu)，用(yong)於(yu)資(zi)產(chan)管(guan)理(li)和(he)分(fen)析(xi)。

圖1.實時GPS跟蹤

資產跟蹤網絡

新一代信標直接連接至專用蜂窩網絡（LTE-M
、NB-IoT）
，無需通過Bluetooth^®也能與網關通信。雖然這些技術各不相同，但都具有低功耗特點，能夠實現長達幾年的電池續航時間（表1）。

表1.網絡特點

典型的資產跟蹤器係統

圖2所示為典型的資產跟蹤器框圖。三個串聯的堿性電池提供2000 mAh電量。降壓穩壓器為板載控製器

、傳感器和無線電供電。

圖2.資產跟蹤器框圖

對於要求較高的資產跟蹤應用，該係統必須使用三節堿性電池持續運行一年，如圖3所示


，資產跟蹤器每天會有一次持續約2分鍾的數據傳輸模式
，工作電流為100mA
，剩餘時間處於深度睡眠模式
，工作電流僅100µA。但是實際上，根據LTE-M或NB-IoT資產跟蹤器支持的功率電平和其他選項
，電流可能會高一些

，但在本文討論的示例中，我們使用100 µA至100 mA範圍。

圖3.資產跟蹤器的電流曲線

為實現高性能
，需要小心謹慎地選擇每個模塊，以確保功耗盡可能低。降壓穩壓器必須在100 µA至100 mA範圍內保持高效率。例如
，降壓轉換器平均損耗4%的效率，相當於現場部署的續航時間縮短約兩周。

超低靜態電流

降壓轉換器的靜態電流尤其重要
，因為設備大部分時間處於深度睡眠或靜默狀態
，僅消耗100 µA或更少的電流。如果VOUT = 1.8 V，在深度睡眠狀態下，輸出功率POUT = 1.8 V × 100 µA = 180 µW。η = 90%時，輸入功率為：

如果未恰當選擇降壓轉換器，該轉換器消耗3 µA靜態電流（典型值），采用3.6 V輸入電壓，就會額外產生以下功耗：

降壓轉換器最終效率：

3 µA靜態電流會導致降壓轉換器效率降低4%
，大大加快電池耗電速度！

另一方麵，靜態電流為300 nA的降壓轉換器幾乎不會降低其效率，其效率僅降低0.5%。對於資產跟蹤應用，選擇具有超低靜態電流的降壓轉換器至關重要
，因為係統大部分時間都處於靜默狀態，且僅依賴電池供電。

Nanopower降壓轉換器

圖4所示的nanopower 330 nA超低靜態電流降壓型DC-DC轉換器是一個典型的高能效示例，該器件采用1.8 V至5.5 V輸入電壓，支持高達175 mA負載電流，峰值效率高達96%。在休眠模式下
，它僅消耗5 nA關斷電流。該器件采用節省空間的1.42 mm × 0.89 mm、6引腳晶圓級封裝（2個3引腳WLP，0.4 mm間距）。如果基於NB-IoT或LTE-M網絡的功率水平需要更高電流
，可選擇同類器件來提供更高電流。

圖4.集成式降壓轉換器

小尺寸

Nanopower降壓轉換器應用的占地麵積如圖5所示。由於采用WLP封裝、高開關頻率操作和小型外部無源器件


，該降壓轉換器的淨PCB麵積僅為7.1 mm²。

圖5.資產跟蹤器降壓轉換器應用（7.1 mm2淨占地麵積）

效率優勢

圖6顯示了具有3.6 V輸入電壓、1.8 V輸出電壓的降壓轉換器的效率曲線。在高負載下同步整流，在輕負載下進行脈衝操作，超輕負載確保在寬工作範圍內保持高效率。

該IC在100 µA下的工作效率達87.5%

，在100 mA下的工作效率高達92%，因此非常適合資產跟蹤應用。與其他替代解決方案相比

，這款降壓轉換器具有明顯的效率優勢。

圖6.MAX38640 效率曲線

高效率和小尺寸優勢相輔相成，有助於減少發熱。在設計更小巧、散熱性能更佳的資產跟蹤器時，能夠幫助緩解設備過熱的問題。

結論

根gen據ju具ju體ti的de應ying用yong
，資zi產chan跟gen蹤zong器qi在zai僅jin使shi用yong小xiao型xing電dian池chi供gong電dian的de情qing況kuang下xia
，必bi須xu能neng夠gou在zai現xian場chang持chi續xu運yun行xing幾ji周zhou到dao幾ji年nian。針zhen對dui此ci類lei應ying用yong，需xu要yao謹jin慎shen選xuan擇ze每mei個ge模mo塊kuai，以yi確que保bao功gong耗hao盡jin可ke能neng低di。降jiang壓ya穩wen壓ya器qi必bi須xu在zai幾ji十shi微wei安an到dao幾ji百bai毫hao安an的de輸shu入ru電dian流liu範fan圍wei內nei保bao持chi高gao效xiao運yun行xing。MAX3864x nanopower降壓轉換器係列具有高效率和小尺寸特性
，是非常適合資產跟蹤應用的電源解決方案。

參考資料

MAX38640 ADI公司 

MAX38641 ADI公司 

MAX38642 ADI公司 

MAX38643 ADI公司

關於ADI公司

Analog Devices, Inc. (NASDAQ: ADI)是全球領先的半導體公司
，致力於在現實世界與數字世界之間架起橋梁，以實現智能邊緣領域的突破性創新。ADI提供結合模擬、數字和軟件技術的解決方案，推動數字化工廠、汽車和數字醫療等領域的持續發展，應對氣候變化挑戰
，並建立人與世界萬物的可靠互聯。ADI公司2022財年收入超過120億美元，全球員工2.4萬餘人。攜手全球12.5萬家客戶，ADI助力創新者不斷超越一切可能。更多信息，請訪問www.analog.com/cn。

關於作者

Anil Telikepalli是ADI公司核心產品事業部的管理總監，負責電源和數據轉換器產品。Anil於2010年加入ADI公司
，並與北美、歐洲和亞洲的全球團隊共同管理定義、產品開發、營銷和業務開發。在加入ADI之前，Anil先後在Xilinx和MIPS Technologies擔任工程應用、營銷
、業務運營等多個職位

，推動通信、計算、消費電子、qichehegongyeshichangfazhan。tayongyoukentajidaxueheaosimaniyadaxuededianqigongchengshuoshihexueshixuewei，qiezaigailingyuyongyouduoxiangzhuanli，weiduojiayingjianhehulianwangruanjianchuchuanggongsitigongjianyi。

Nazzareno (Reno) Rossetti是ADI公司的模擬和電源管理專家。他是一名出版作家，在該領域擁有多項專利。Reno擁有意大利都靈理工大學電氣工程博士學位。

Simo Radovic是ADI公司先進消費電子電源團隊的電源產品應用總監。他擁有超過16年的DC/DC開關轉換器工作經驗。Simo擁有聖何塞州立大學電氣工程碩士學位。

作者：

Anil Telikepalli

，管理總監

Nazzareno Rossetti，模擬和電源管理專家

Simo Radovic，應用總監

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