在設(shè)計(jì)智能電表、恒溫器或智能互聯(lián)家庭等能量收集應(yīng)用時(shí)，需要考慮幾個(gè)關(guān)鍵因素。我們必須最大限度地提高效率，避免任何可能導(dǎo)致電路板泄漏的組件，并使用省電模式來(lái)避免功率損耗。使用省電模式是設(shè)計(jì)最高效、體積最小的系統(tǒng)的最佳方式。

我們并不總是需要使用更大的電池來(lái)生產(chǎn)最高效的系統(tǒng)。大多數(shù)智能家居應(yīng)用板包括微控制器、收發(fā)器和功率放大器(PA)。我們可以使用智能設(shè)備設(shè)計(jì)系統(tǒng)，例如TPS65290、超低功耗管理 IC ( PMIC )，它使我們能夠在系統(tǒng)在不同負(fù)載條件下運(yùn)行時(shí)選擇各種電源狀態(tài)，而無(wú)需喚醒處理器或微控制器。

TPS65920和TPS65930設(shè)備是用于OMAP和其他移動(dòng)應(yīng)用程序的電源管理ic。這些設(shè)備包括電源管理、一個(gè)通用串行總線(USB)高速(HS)收發(fā)器、發(fā)光二極管(LED)驅(qū)動(dòng)器、一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘(RTC)和一個(gè)嵌入式功率控制(EPC)。此外，TPS65930包括一個(gè)全音頻編解碼器，帶有兩個(gè)數(shù)模轉(zhuǎn)換器(dac)和兩個(gè)adc來(lái)實(shí)現(xiàn)雙語(yǔ)音通道，以及一個(gè)立體聲下行通道，可以通過(guò)多格式互集成聲音(I2S)/時(shí)分復(fù)用(TDM)接口播放所有標(biāo)準(zhǔn)音頻采樣率。

這些優(yōu)化后的設(shè)備支持OMAP應(yīng)用程序處理器的電源和外圍設(shè)備需求。設(shè)備的功率部分包括三個(gè)降壓轉(zhuǎn)換器，兩個(gè)由專(zhuān)用的智能反射-3級(jí)接口控制，多個(gè)低輟學(xué)(LDO)調(diào)節(jié)器，一個(gè)管理OMAP的功率排序需求的EPC，以及一個(gè)RTC和備份模塊。當(dāng)主電源不存在時(shí)，RTC可以由一個(gè)備用電池供電，并且該設(shè)備包括一個(gè)硬幣電池充電器來(lái)為備用電池充電。

USB模塊提供了一個(gè)HS2.0OTG收發(fā)器，適用于直接連接到OMAPUTMI+低針接口(ULPI)，具有集成電荷泵和完全支持車(chē)載CEA-936A規(guī)格。提供一個(gè)ADC用于監(jiān)測(cè)信號(hào)，如電源電壓，進(jìn)入設(shè)備，并提供另外兩個(gè)外部ADC輸入被輸入以供系統(tǒng)使用。

這些設(shè)備提供驅(qū)動(dòng)電路，為兩個(gè)LED電路供電，可以照亮一個(gè)面板或提供用戶指示燈。驅(qū)動(dòng)器還提供脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路，以控制led的照明水平。鍵盤(pán)接口實(shí)現(xiàn)了一個(gè)內(nèi)置的掃描算法來(lái)解碼基于硬件的按鍵并減少軟件使用，還有多個(gè)額外的通用輸入/輸出設(shè)備(GPIOs)，當(dāng)配置為輸入時(shí)可以用作中斷。

特性：

三種高效的降壓轉(zhuǎn)換器

時(shí)鐘和外圍設(shè)備的四個(gè)外部線性ldo

智能反射動(dòng)態(tài)電壓管理

音頻(僅限TPS65930設(shè)備)：

差動(dòng)輸入主麥克風(fēng)

單個(gè)輔助/調(diào)頻輸入

D類(lèi)設(shè)備的外部前置驅(qū)動(dòng)器(立體聲)

TDM接口

自動(dòng)液位控制(ALC)

數(shù)字和模擬混合

16位線性音頻立體聲DAC(96、48、44.1和32kHz和衍生物)

16位線性音頻立體聲ADC(48、44.1和32kHz和導(dǎo)數(shù))

統(tǒng)一的S波段

USB2.0在線(OTG)兼容的HS收發(fā)器

12位通用收發(fā)器宏接口ULPI

USB電源(VBUS用5-V充電泵)

消費(fèi)電子產(chǎn)品協(xié)會(huì)(CEA)-2011：OTG收發(fā)器接口規(guī)范

CEA-936A：迷你usb模擬盒規(guī)范

它還有助于提高整體系統(tǒng)效率，如圖 1 所示。集成比較器可幫助我們持續(xù)監(jiān)控電壓軌并生成系統(tǒng)中斷以指示操作。

圖 1：TPS65290可以提高智能家居應(yīng)用的整體系統(tǒng)效率

TPS65920 讓我們能夠靈活地分別為每個(gè)模塊供電，并能夠更改每個(gè)電源軌的輸出電壓。我們可以通過(guò) I 2 C 或串行電壓識(shí)別 (SVID) 接口配置這些選項(xiàng)。在處理器開(kāi)啟的活動(dòng)模式期間，PMIC 使用其降壓轉(zhuǎn)換器為處理器供電以實(shí)現(xiàn)最高效率。如果系統(tǒng)未處于全速狀態(tài)，該器件會(huì)從降壓切換到低壓差 (LDO)，以最大限度地減少 Iq 損失。然后，當(dāng)系統(tǒng)開(kāi)始工作以進(jìn)行傳輸時(shí)，降壓-升壓轉(zhuǎn)換器開(kāi)始在降壓-升壓模式下運(yùn)行，為 PA 供電。當(dāng)系統(tǒng)處于低功耗狀態(tài)時(shí)，所有模塊都關(guān)閉以節(jié)省功耗，但 minibuck 保持運(yùn)行。每個(gè)模塊都設(shè)計(jì)為在不同負(fù)載下具有峰值效率。

圖 2 顯示了 TPS65290 中各個(gè)模塊的效率曲線。通過(guò)在系統(tǒng)的各個(gè)運(yùn)行階段啟用正確的電源模塊，我們可以顯著提高效率。

圖 2：TPS65290各模塊的效率曲線可顯著提高系統(tǒng)效率

我們將使用 TPS65290 為哪個(gè)智能家居應(yīng)用程序供電?