電源效率如何為遠端監控和管理（RMM）實現低成本感測

作者：Tu Bui，系統應用經理

我們周圍的傳感器數量大幅增加，收集著所有可以想像到的數據，例如溫度、濕度、運動、振動和光照水平。

這些感測器當然都需要供電，而這絕非易事。在遠端監控和管理（RMM）應用中，我們需要感測器盡可能持久地從電池中獲取電力。如果感測器足夠高效，甚至可以由能量收集供電，這意味著無需更換電池。

因此，在 RMM、汽車和 IoT 領域，設計工程師正在尋找功耗儘可能小且能夠實現小巧、可靠解決方案的感測器。

雖然有很多問題需要考慮，但最重要的問題之一是待機電流。感測器或其他裝置在睡眠或關閉時會消耗多少電量，以及如何將此功率降至最低？

負載開關解決方案

為了減少待機功耗，最佳方案通常是在不需要時，隔離感測器、其他元器件或子系統。這可以透過負載開關實現，這種開關能在小巧的封裝中提供彈性的解決方案。

負載開關是一種用於打開和關閉電源的電子開關。Diodes 公司（Diodes）的AP2280就是基於P通道MOSFET的負載開關（圖 1）。AP2280啟動時，使用EN引腳導通，MOSFET，電流就可以從IN引腳流向OUT引腳。

圖 1.AP2280 方塊圖

另外，使用負載開關斷開電源並隔離子系統，有助於提高安全性，並在電源排序和啟動/斷電方面提供更大的彈性。

組合：負載開關和轉換器

讓我們來看負載開關如何與電源轉換器搭配使用，從而最大限度減少損耗。舉例來說，Diodes的AP72250是一款高電流同步升壓轉換器，提供0.6V至5.5V寬輸入電壓範圍內的高效率、出色的瞬態響應和高達5.5V的高輸出電壓。

AP72250支援900kHz切換頻率和20μA靜態電流（IQ）。對於許多應用來說，20μA靜態電流已經足夠低，由此產生的損耗可由應用中的電源提供。

不過要是增加一個負載開關，靜態電流還能更低。事實上，AP2280負載開關與AP72250搭配使用，閒置時的靜態電流可低至4nA。

這個微小的IQ數值意味著即便是更小或更低容量的電池，也可以為感測電路提供足夠多的能量——例如，只需一顆鈕扣電池就可以為一個感測器供電多年。

除了出色的電源效率，組合而成的電源系統還足夠小巧，適用於穿戴式、物聯網和RMM應用。AP72250採用小型WLCSP-12封裝，尺寸為 1.75mm x 1.35mm x 0.45mm，而AP2280則採用SOT25和DFN2018-6 封裝。

卓越的效率和小巧的尺寸相結合，使得設計人員能夠使用小型、長壽命的電池打造緊湊的感測器系統，從而降低整體成本，並最大限度減少長期實際應用維護。

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