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解决电池组件中过量电流“泄漏”问题

2019-07-04 14:06 企业资讯 已读

很多现代便携式设备发货时都必须安装电池,以便客户无需电池安装或充电便可立即开启设备。如果连接至电池的组件有过量电流“泄漏”,那设备到客户手中时可能就没电了。所有组件都有漏电流情况,尽管 IC 组件是主要元凶,但电容器电路板脏污和湿度也具有不可预测的漏电等级。

解决这个问题并非小事。将负载从电池完全断开时可获得最长闲置时间,但任何上电检测电路都需要连接电池才能工作。此外,PCB 面积在很多电池供电应用中也非常重要,很难为单个存开关电路调整空间。

一种简单直接的方法是使用简单的 P 型 MOSFET (PMOS) 和 N 型 MOSFET (NMOS) 锁存器断开电池。

然而,这个看似简单的电路可导致不可靠的性能。开关上的任何干扰都将打开锁存器。此外,如果输出电压跳至正极,或者 PMOS 的 CGS 和 NMOS 的 CDS 创建的电容分压器将 PMOS 器件开启,插入电池时锁存器可能会自动开启。当然,这个问题可通过添加一些其它电阻器及电容器解决,但会迅速增加这种基本功能的设计尺寸和复杂性。

下面给出了一种更好的设计方案,其可通过 7.5 秒的开关触压来启动负载,以避免基本锁存器的干扰,从而可使用德州仪器 (TI) TPS3420 按钮控制器来打开开关。

TPS3420 是一款超低 Iq 按钮控制器。它有两个按钮输入,本解决方案只使用一个。在按动按钮时(可使用系统中任何已有的按钮),可将双肖特基二极管的一半连接至接地,随后其可将 TPS3420 的 PB1 输入拉低。在 PB1 输入被拉低 7.5 秒后,TPS3420 的开漏输出引脚 RST 将在 PMOS 开关的栅极上拉低,将负载连接至电池。双肖特基二极管的另一半将提供锁存机制,以便在 RST 引脚变低时,PB1 引脚也保持为低,从而可在电池完全放电或移除之前,让 RST 引脚保持为低。本解决方案将微小型 CSD23381(1 毫米 x 0.6 毫米)PMOSFET 作为电池与负载之间的断开开关。

在系统关闭、总流耗不足 1µA 的情况下,该解决方案可将电池闲置时间延长相当长一段时间,从而可避免客户发现其新买的设备需要充电、让他们感到失望的风险。

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