當(dāng)今的消費(fèi)電子領(lǐng)域充斥著微型、電池供電的可穿戴設(shè)備、可聽(tīng)設(shè)備和其他“設(shè)備”。借助處理器、揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)、多個(gè)傳感器和無(wú)線電，這些設(shè)備與相反的趨勢(shì)作斗爭(zhēng)：在更低的電壓和電流下有更多的電源軌，但保持寶貴的電池壽命對(duì)于良好的用戶體驗(yàn)也是必不可少的。例如，可穿戴設(shè)備可能具有這些電壓軌：RF 為 20mA 時(shí)為 3V，數(shù)字功能為 20mA 時(shí)為 1.8V，電機(jī)驅(qū)動(dòng)為 75mA 時(shí)為 3.2V。智能手機(jī)的電壓軌范圍從 20mA 時(shí)的 1.1V 到 300mA 時(shí)的 1.8V。鑒于這些電池供電產(chǎn)品所需的微小外形尺寸，獨(dú)立的負(fù)載點(diǎn)電源軌在這些設(shè)計(jì)中是不可行的。

輸入 SIMO 電源。

對(duì)于當(dāng)今的電池供電設(shè)備，單電感器、多輸出 （SIMO） 電源轉(zhuǎn)換器架構(gòu)是應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)的理想選擇。在 SIMO 架構(gòu)中，單個(gè)電感器支持多個(gè)輸出，從而減少了所需電感器的數(shù)量，從而減小了解決方案尺寸，同時(shí)保持了開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器的效率。在采用 SIMO 架構(gòu)設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)換器中，專有控制器可確保及時(shí)服務(wù)所有輸出。即使有多個(gè)輸出尋求存儲(chǔ)在電感器中的能量，情況也是如此。當(dāng)沒(méi)有任何監(jiān)管機(jī)構(gòu)需要服務(wù)時(shí)，狀態(tài)機(jī)處于低功耗休眠狀態(tài)。一旦控制器確定穩(wěn)壓器需要維修，它就會(huì)對(duì)電感器充電，直到達(dá)到峰值電流限制。然后，電感能量釋放到輸出端，直到電流達(dá)到零。如果多個(gè)輸出通道需要同時(shí)服務(wù)，控制器確保沒(méi)有輸出使用所有的開(kāi)關(guān)周期。

基于 SIMO 架構(gòu)并具有低靜態(tài)電流的轉(zhuǎn)換器特別適用于預(yù)期具有較長(zhǎng)電池壽命的微型設(shè)備。在電源中，靜態(tài)電流通常是系統(tǒng)待機(jī)功耗的最大貢獻(xiàn)者。通過(guò)降低靜態(tài)電流，您可以更好地創(chuàng)建具有高效電源和長(zhǎng)電池壽命的設(shè)計(jì)。相比之下，傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)使得每個(gè)開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器的每個(gè)輸出都需要一個(gè)單獨(dú)的電感器。這很好，但電感器相對(duì)較大且成本較高，因此它們不利于成本和空間受限的設(shè)備，例如可聽(tīng)設(shè)備和可穿戴設(shè)備。您可以為這些設(shè)計(jì)選擇線性穩(wěn)壓器——它們速度快、結(jié)構(gòu)緊湊、噪聲低，但它們也有損耗，這會(huì)影響電池壽命。另一種選擇是將多個(gè)低壓差穩(wěn)壓器 （LDO） 與 DC-DC 轉(zhuǎn)換器混合使用，但與單獨(dú)使用 LDO 相比，這種方法會(huì)產(chǎn)生更大的設(shè)計(jì)。SIMO 架構(gòu)克服了這些折衷。

除了節(jié)省空間和成本以及提供高效率之外，與使用單獨(dú)的 DC-DC 轉(zhuǎn)換器相比，SIMO 架構(gòu)還具有其他各種優(yōu)勢(shì)：

單個(gè)電感器可更好地利用 Z 高度（系統(tǒng)允許時(shí)）

由于時(shí)分復(fù)用，SIMO 電感器所需的總電感飽和電流 （ISAT） 低于單獨(dú)轉(zhuǎn)換器所需的電流（當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)關(guān)閉而另一個(gè)系統(tǒng)開(kāi)啟時(shí)，它們可以共享所需的 ISAT）

由于電流使用峰值經(jīng)常出現(xiàn)在不同的時(shí)間，這也可以降低總電感器 ISAT 要求

具有低靜態(tài)電流的微型 SIMO 轉(zhuǎn)換器

Maxim 推出了市場(chǎng)上第一款獨(dú)立的 SIMO 升降壓轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器具有最低的靜態(tài)電流和最小的解決方案尺寸，適用于小型、功能豐富、電池供電的電子設(shè)備。MAX17270 nanoPower buck-boost轉(zhuǎn)換器取代了電源軌集群，同時(shí)延長(zhǎng)了電池壽命，一個(gè)SIMO通道的靜態(tài)電流僅為850nA，三個(gè)SIMO通道的靜態(tài)電流為1.3μA。它通過(guò)一個(gè) 2.2μH 的小型電感器以高達(dá) 85% 的效率調(diào)節(jié)三個(gè)輸出。關(guān)斷電流為 300nA，工作電流為 1.3μA?？紤]到低功耗，使用該轉(zhuǎn)換器開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)可以防止過(guò)熱和需要過(guò)多的充電周期。與上一代僅 SIMO 解決方案相比，MAX17270 小 50%。因此，在更小的電路板空間中，

MAX17270的典型工作電路。

SIMO 配置可以利用整個(gè)電池電壓范圍，因?yàn)樗梢援a(chǎn)生高于、低于或等于輸入電壓的輸出電壓。為了優(yōu)化效率、輸出紋波、電磁干擾 （EMI）、PCB 設(shè)計(jì)和負(fù)載能力之間的平衡，每個(gè)輸出的峰值電感電流是可編程的。MAX17270 提供高效的電源管理選項(xiàng)，非常適合各種流線型設(shè)計(jì)。它是 Maxim 的SIMO 電源解決方案組合的一部分。降壓-升壓轉(zhuǎn)換器也是我們納米功率器件產(chǎn)品組合的一部分。我們的nanoPower 設(shè)備需要小于 1μA 的靜態(tài)電流，非常適合緊湊型連接電子產(chǎn)品。因此，當(dāng)您準(zhǔn)備著手下一個(gè)可聽(tīng)、可穿戴或類似設(shè)計(jì)時(shí)，請(qǐng)記住 SIMO 架構(gòu)與 nanoPower 技術(shù)相結(jié)合可為您的應(yīng)用帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)。

審核編輯：郭婷