隨著在家庭和建筑物中安裝更多智能設(shè)備，無(wú)線(xiàn)傳感器越來(lái)越受歡迎。電池供電的無(wú)線(xiàn)設(shè)備幾乎可以在任何地方輕松安裝，但從易用性或成本角度來(lái)看，頻繁更換電池并不理想。

例如，如果我們使用無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)改造商業(yè)建筑以將其轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芙ㄖ瑒t可能需要安裝數(shù)千個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)與恒溫器、煙霧和火災(zāi)探測(cè)器等各種設(shè)備相連。由于將電源電纜連接到每個(gè)節(jié)點(diǎn)是不切實(shí)際的，因此電池是必要的電源。然而，當(dāng)需要更換這些無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)中的數(shù)千個(gè)電池時(shí)，會(huì)產(chǎn)生巨大的勞動(dòng)力成本。

我們可以通過(guò)采用占空比方法來(lái)延長(zhǎng)物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 傳感節(jié)點(diǎn)的電池壽命。這是節(jié)點(diǎn)通電的地方，記錄傳感器的測(cè)量值，將該數(shù)據(jù)無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)街醒爰€(xiàn)器或網(wǎng)關(guān)，然后通過(guò)低功耗模式或負(fù)載開(kāi)關(guān)自行關(guān)閉。但是，某些應(yīng)用程序（例如星型網(wǎng)絡(luò)或某些藍(lán)牙® 設(shè)備）如果必須喚醒才能傳輸或傳遞消息，則它們無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間保持低功耗模式。

當(dāng)智能設(shè)備需要更多功率來(lái)運(yùn)行電機(jī)（例如智能鎖或智能通風(fēng)口）時(shí)，電池壽命更多地取決于如何產(chǎn)生更高的功率來(lái)運(yùn)行電機(jī)，而不是運(yùn)行無(wú)線(xiàn)電所需的較低功率。德州儀器 (TI) 有兩個(gè)獨(dú)立的參考設(shè)計(jì)，分別用于演示智能鎖和智能通風(fēng)口應(yīng)用。該智能鎖參考設(shè)計(jì)啟用5年以上的電池續(xù)航時(shí)間4個(gè)AA電池和智能減震控制與壓力，濕度和溫度參考設(shè)計(jì)HVAC診斷展示 TI 的高效 DC/DC 降壓拓?fù)渑c DRV8833 低壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)器配對(duì)。這些參考設(shè)計(jì)通過(guò)為應(yīng)用選擇更高效的電源拓?fù)洌ㄔ诒纠袨楦咝Ы祲恨D(zhuǎn)換器 TPS62745）以及通過(guò)延長(zhǎng)藍(lán)牙低功耗連接事件的占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)的電池壽命。

圖 1：智能風(fēng)門(mén)控制參考設(shè)計(jì)框圖

DRV8833 直接由電池供電，而系統(tǒng)的其余部分則由降壓輸出軌供電。在無(wú)線(xiàn)電傳輸期間，降壓器在 9.1mA 時(shí)的效率超過(guò) 90%。與其他拓?fù)湎啾?，高效降壓可延長(zhǎng)整個(gè)系統(tǒng)的電池壽命。

例如，智能風(fēng)門(mén)控制參考設(shè)計(jì)使我們能夠改變通風(fēng)口的百葉窗位置。管道空氣壓力和溫度可以通過(guò)算法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，這反過(guò)來(lái)又可以在家中實(shí)現(xiàn)按需控制的通風(fēng)。壓力和溫度傳感器可實(shí)現(xiàn)供暖、通風(fēng)和空調(diào) (HVAC) 系統(tǒng)組件監(jiān)控，并可幫助確定維護(hù)計(jì)劃。如果通風(fēng)口之間存在溫度或壓力差，船上的算法可能會(huì)提示需要更換過(guò)濾器并通知房主。該設(shè)計(jì)還可用作商業(yè)應(yīng)用中的可變風(fēng)量控制器。

隨著無(wú)線(xiàn)智能傳感設(shè)備變得依賴(lài)電池，電源拓?fù)鋵?duì)于在簡(jiǎn)單的電機(jī)控制設(shè)計(jì)和“永遠(yuǎn)在線(xiàn)”應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)電池壽命變得更加重要。