近年來(lái)，智能手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備、可穿戴式設(shè)備及IoT設(shè)備等用電池驅(qū)動(dòng)的電子設(shè)備迅速普及，像esp32/esp8266、Cortex M0、PIC16這樣的低功耗MCU應(yīng)用越來(lái)越廣泛。這些器件電源電壓為3.3V或5V，為了提高它們的設(shè)計(jì)靈活性和性能，要求電源芯片更小更薄;另外為了提高它們的便利性，要求電池具有更大容量并更大程度地降低功耗。

為了提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)靈活度并確保配置新功能所用的空間，為這些MCU器件提供穩(wěn)定的3.3V或是5V的小電流并非易事，電源效率、輸出電壓紋波、封裝和成本等都是選型時(shí)要考慮的重要因素，這需要在LDO、開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓器和DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器等電源管理器件中進(jìn)行對(duì)比。

線(xiàn)性穩(wěn)壓器(LDO)

線(xiàn)性穩(wěn)壓器(LDO)是常用的最簡(jiǎn)單方法。在很多情況下，假如電流很小、效率又不重要的話(huà)，這是一個(gè)很好的解決方案。但當(dāng)輸入、輸出電壓差增大時(shí)，尤其是在遇到負(fù)載電流稍微加大的狀況時(shí)，穩(wěn)壓器的功率損耗就可能變成一個(gè)敏感問(wèn)題。在工業(yè)場(chǎng)合下，輸入電壓的波動(dòng)隨時(shí)都可能發(fā)生，所以穩(wěn)壓器的容許輸入電壓范圍必須足夠大以便能夠承受這種波動(dòng)。

例如，RT9058和RT9069有一個(gè)特別的好處，就是當(dāng)負(fù)載很小時(shí)穩(wěn)壓器自身的消耗幾乎為0，其靜態(tài)電流僅僅只有2μA。

開(kāi)關(guān)型穩(wěn)壓器(Switching Regulator)

為了獲得較高的電壓轉(zhuǎn)換效率，某些情況下必須考慮使用開(kāi)關(guān)型降壓轉(zhuǎn)換器。因?yàn)槭菫槲⑿偷腗CU供電，負(fù)載電流很小，轉(zhuǎn)換器的開(kāi)關(guān)損耗在總的轉(zhuǎn)換損耗中要比開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通損耗扮演更重要的角色，可它又是必然存在的東西，所以降低開(kāi)關(guān)工作頻率成為主要的選擇，但由于要以突發(fā)模式工作的緣故，由此導(dǎo)致的較高輸出電壓紋波是必然的結(jié)果。

例如，RT6200GE是一款低電流、非同步Buck架構(gòu)降壓轉(zhuǎn)換器，可以工作在36V電壓下，其工作頻率為1.2MHz，使用 SOT-23-6 的小型封裝。由于其較高的工作頻率，使用相對(duì)較小的電感和輸出電容成為可能，輸出紋波也會(huì)比較小。

在輕負(fù)載操作時(shí)，RT6200GE 工作在電流不連續(xù)模式，其上橋 MOSFET 將根據(jù)需要偶爾跳過(guò)一些脈沖以保證輸出電壓處于穩(wěn)定狀態(tài)。IC 內(nèi)部嵌入了一個(gè)下橋 MOSFET 用于適時(shí)地為自舉電容充電。由于負(fù)載電流不大，外部肖特基二極管可以選用電流較小的型號(hào)，同樣是因?yàn)殡娏鞑淮?，二極管的正向壓降會(huì)比較小，而開(kāi)關(guān)速度也會(huì)很快，這使得在整個(gè)輸入電壓和輸出電壓范圍內(nèi)都能取得很高的轉(zhuǎn)換效率。

超低功耗DC/DC降壓轉(zhuǎn)換器

在新興的穿戴式設(shè)備、移動(dòng)設(shè)備，電池驅(qū)動(dòng)的IoT設(shè)備(傳感器節(jié)點(diǎn))、小型工業(yè)設(shè)備(報(bào)警器、警報(bào)設(shè)備、電子貨架標(biāo)簽等)IoT領(lǐng)域，開(kāi)發(fā)目標(biāo)是“紐扣電池10年驅(qū)動(dòng)”。

例如，ROHM開(kāi)發(fā)的降壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器BD70522GUL內(nèi)置MOSFET，實(shí)現(xiàn)了超低消耗電流180nA。BD70522GUL支持高達(dá)500mA的輸出電流。ULP(超低功率)模式的恒定開(kāi)啟時(shí)間(COT)控制提供了卓越的瞬態(tài)響應(yīng)，并通過(guò)在10μA負(fù)載范圍內(nèi)提供卓越的輕載效率延長(zhǎng)了電池壽命。輸出電壓可以通過(guò)VSEL引腳從9個(gè)預(yù)設(shè)電壓中選擇。當(dāng)輸入電壓接近輸出電壓時(shí)，集成電路進(jìn)入100%接通模式，開(kāi)關(guān)操作停止。

為了加速小而薄的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備開(kāi)發(fā)，REFLVBMS001-EVK-001評(píng)估板上安裝有采用ROHM超低靜態(tài)電流技術(shù)Nano Energy的電源IC和復(fù)位IC、支持新型低電壓二次電池的充電控制IC、日本礙子株式會(huì)社的薄型大容量鋰離子二次電池EnerCera。

其中，180nA超低靜態(tài)電流的電源IC可以更大程度地降低應(yīng)用中電源部分的功耗，同時(shí)，支持更寬充電電壓范圍的充電控制IC可對(duì)充電、監(jiān)控和放電進(jìn)行控制。使用這款評(píng)估板，可輕松評(píng)估包含薄型二次電池在內(nèi)所有安裝元器件厚度實(shí)現(xiàn)僅0.60mm以下的超薄超高效電池管理解決方案。

審核編輯：湯梓紅