物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 中最具技術性的挑戰(zhàn)之一是您可以將傳感器節(jié)點放置在任何地方。這些傳感器測量諸如溫度和濕度（在連接的家庭中）、高速公路橋梁的機械應力（實時維護監(jiān)控）或氣體或水的消耗（智能流量計量）等參數(shù)。跟著物聯(lián)網(wǎng) （IoT） 的不斷延伸，關于無線傳感器節(jié)點的需求也在不斷地添加。在IoT網(wǎng)絡中集成了許多不同的傳感器類型：溫度、濕度、壓力和環(huán)境光，不乏其人。跟著在IoT網(wǎng)絡中添加感測功用的需求不斷添加，傳感器節(jié)點的電池運用壽數(shù)也變得越來越重要。服務器收集和處理這些數(shù)據(jù)，需要廣泛的覆蓋區(qū)域來構建具有可靠數(shù)據(jù)的強大網(wǎng)絡。使這成為可能的技術是將傳感器數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)街醒胫鳈C系統(tǒng)。要啟用這樣的廣泛網(wǎng)絡，您必須考慮另一個關鍵方面，整個傳感器節(jié)點必須具有非常長的運行壽命。使用壽命越長，維護成本就越低。

為了下降與電池維護相關的本錢，而且削減與之相關的工作量，保證每個無線傳感器節(jié)點具有盡可能長的電池運用壽數(shù)也就變得很有必要了。大多數(shù)常見無線傳感器節(jié)點選用占空比的辦法來延伸電池壽數(shù)。在這種運轉機制中，節(jié)點加電，記載傳感器的丈量值，將數(shù)據(jù)無線發(fā)送至中心集線器或網(wǎng)關，然后自行封閉，或許運用低功耗形式或負載開關來封閉。影響整個體系電池壽數(shù)的主要因素是接通狀況持續(xù)時刻，接通狀況均勻電流，封閉狀況持續(xù)時刻和封閉狀況均勻電流。

要實現(xiàn) 10 年或更長時間的無線傳感器壽命，具有最低電流消耗的設計絕對是關鍵。超低功耗微控制器片上系統(tǒng) (SoC) 設備具有多種低功耗模式，可降低電流消耗。像CC430F5137這樣的超低功耗 SoC延長了無線傳感器的使用壽命，因為它實施了待機模式，當設備直接連接到電池時消耗大約 2μA 的電流。

圖 1：睡眠模式下的無線 SoC 電流消耗

將 SoC 與超低功耗降壓轉換器結合使用以降低電源電壓時，您可以進一步降低電流消耗，如圖 2 所示。這些是靜態(tài)電流為百分之幾納安的降壓轉換器，例如TPS62740（360nA）。

TPS6274x是業(yè)界第一款具有典型功率的降壓轉換器。360nA靜態(tài)電流，使用2.2μH的微型電感和10μF的輸出電容工作。這種新型DCS控制系統(tǒng)? 該器件將輕載效率范圍擴展到10μA負載電流以下。TPS62740支持高達300mA的輸出電流，TPS62742支持高達400mA的輸出電流。該裝置使用可充電鋰離子電池、鋰原電池化學物質(zhì)（如Li-SOCl2、Li-MnO2）和兩個或三個電池堿性電池運行。高達5.5V的輸入電壓范圍還允許從USB端口和薄膜太陽能模塊進行操作。用戶可通過四個VSEL引腳在1.8V至3.3V的范圍內(nèi)以100mV的步長選擇輸出電壓。TPS6274x具有低輸出紋波電壓和低噪聲，輸出電容小。一旦電池電壓接近輸出電壓（接近100%占空比），設備將進入無紋波100%模式操作，以防止輸出紋波電壓增加。然后，設備停止切換，輸出連接到輸入電壓。集成的回轉率控制負載開關提供。電阻為0.6Ω，可將選定的輸出電壓分配給臨時使用的子系統(tǒng)。TPS6274x采用小型12引腳2×3mm2WSON封裝，支持總尺寸為31mm2的解決方案。

圖 1 中的藍色跡線顯示了使用此 DC/DC 轉換器將電源電壓降至 2.1V 后應用程序消耗的電流。綠色跡線顯示該設備直接連接到電池時的供電電流。電流消耗取決于電源電壓。兩條曲線都表明，由于高效的降壓轉換，電池電壓越高，您節(jié)省的電量就越多。在典型的 3.6V 鋰亞硫酰氯 (LiSOCl2) 電池端電壓下，與直接連接電池相比，總電流消耗下降了 30%。這轉化為相應的系統(tǒng)壽命增加。

圖 2：低 I Q電源解決方案框圖

到目前為止，傳感器數(shù)據(jù)射頻 (RF) 傳輸還沒有廣泛應用于更長的距離。這種長距離無線功能為系統(tǒng)的電源考慮增加了另一個層次的復雜性。雖然無線傳感器節(jié)點需要消耗盡可能低的平均功率，但它還必須能夠為偶爾的數(shù)據(jù)傳輸提供高峰值電流。因此，除了具有盡可能低的靜態(tài)電流外，DC/DC 轉換器還必須滿足傳感器數(shù)據(jù)無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬蓚€額外關鍵要求：

· 為射頻放大器的更高電流提供高效的功率轉換。

· 以非常低的噪音運行。

TPS62740等超低功耗 DC/DC 轉換器通過在從幾微安到幾百毫安的超過四個輸出電流十年內(nèi)具有高效率來滿足要求——這是確保在睡眠中為無線 SoC 轉換電壓時損耗最低的關鍵特性模式以及高功率數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖罡咝省榇_保為 RF 數(shù)據(jù)傳輸提供靜音電源，轉換器采用 RF 友好型 DCS 控制，具有最低的輸出電壓紋波。