生活中使用幹電池的電器設備有很多，此外還有許多小型物聯網設備、安全設備和工業機器傳感器也都使用一次電池工作，並需要長期運作。
因此，在為傳感器、MCU、無線通信各功能供應超低消耗工作且高效電源的同時，電池控製、監視也變得重要。
在此，將示例一種解決方案，其添加了一般且適合電池長期工作的電源配置及切斷運輸和不使用時的電源消耗的功能。
電路框圖(a) 點此查看解決方案概要↓
電路框圖(b) 點此查看解決方案概要↓
備注：關於鋰一次電池
3.0V是二氧化錳型 / 3.6V是亞硫酰氯型
| 框圖 | 要求項目 | 推薦產品 | 特征 |
|---|---|---|---|
| Push Button Load SW 用於電源切斷 |
所需規格 其他
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XC6194 |
按鈕式智能負載開關
輸入電壓: 1.8~6.0V |
| 升壓/LDO 用於RF/Sensor |
所需規格 其他
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XCL102 / XCL103 (XC9141 / XC9142) |
線圈集成升壓DC/DC，PWM（XCL102），PWM / PFM（XCL103）
輸入電壓: 0.9~6.0V |
| XC6233 (XC6215) |
快速瞬態響應 / 高PSRR穩壓器
輸入電壓: 1.7~5.5V |
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| RESET 用於電池電壓監控器 |
所需規格 其他
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XC6136 |
超低消耗電壓檢測器
輸入電壓: 0.4~6.0V（可以保持檢測狀態的輸入電壓） |
解決方案概要
電路框圖(a)是可將MCU直接連接到電池的情況。簡單的IoT/安保/可穿戴/醫療的小型器件多為這種結構。
近年來，在1.8V～3.8V的大範圍內工作的MCU越來越多，這種情況下，無需使用電源IC，即可直接連接到電池使用。
關於升壓IC
對此，RF和傳感器需要3.3V的固定電壓，即使工作電壓寬也為了要滿足規格，大多需要一定電壓以上的電壓，即需要升壓IC。
RF和傳感器不會一直工作，有時RF也會每天通信一次，而且是幾秒鍾。
此外，即使看起來像一直在工作，其實有很多情況是通過細致地ON/OFF控製降低消耗電流，使電池耐用。
為實現上述工作，在需要時，MCU將對RF和傳感器的工作進行ON/OFF控製。
此外停止時，不僅會停止RF和傳感器的功能，還會使升壓IC及穩壓器停止工作，可長時間使用電池。
要抑製工作時的紋波，使其噪聲頻率恒定，PWM固定型適合。
如果輕載的工作狀態存在，則使用PWM/PFM轉換（自動切換工作模式）型。此外，要抑製EMI，並使其小型化，線圈一體型適合。
升壓 DC/DC
XCL102: PWM, 線圈一體型
XCL103: PWM/PFM, 線圈一體型
XC9141: PWM, 外置線圈
XC9142: PWM/PFM, 外置線圈
關於LDO
為了使RF和傳感器的電源噪聲更低，有時會在升壓IC的後級使用穩壓器。
具有高紋波抑製比/低噪聲並且良好的負載瞬態響應特性的高速LDO最適合於消耗電流的陡峭變化的RF部位
此外，傳感器用途中100kHz以上的噪聲重要的情況下，也有高頻噪聲低的低消耗型比高速型更適合的情況。
電穩壓器
XC6233: 高速
XC6215: 低消耗
關於RESET IC
監視電池電壓，電壓下降時，向MCU發送信號。使用超低消耗型，抑製對電池的負擔。MCU的電源電壓與正在監視的電壓相同，所以可使用CMOS輸出型。CMOS輸出型無需上拉電阻，不會有流過上拉電阻的消耗電流。也減少零部件，N溝開漏產品在電池電壓下降時輸出“L”時，使用的上拉電阻的會有電流流過消耗電流會增加，會影響電池壽命。
MCU中也有UVLO和A/D轉換器等能監視電壓的產品，作為低消耗電壓監視和功能安全，MCU外部需要監視功能時，電壓檢測器很有用。
電電壓檢測器
XC6136 C型: Iq～100nA (C型 : CMOS輸出)
關於改善電池的耐久性的解決方案 / Push Button Load SW
電路框圖(b)是一種通過添加Push Button負載開關，功能追加和大幅度改善電池的耐久性的解決方案。
為了共享MCU控製和按鈕控製需要開關引腳右側的SBD和MCU的VDD的上拉電阻是需要的。
Push Button 負載開關
XC6194: 1A SW內置
XC6193: 支持外置Pch驅動大電流
本解決方案具有以下很大的優點。
1.防止從產品出貨到開始使用的電池放電
被稱為“Storage模式”、“Ship模式”。
最適合不能拆卸電池的設備。此時的消耗電流幾乎為0。
通過按下按鈕，即可開始使用。當然，可與此IC共享MCU控製用的按鈕。
2.可用作主電源ON-OFF開關
可用按鈕代替機械開關進行ON-OFF。例如，最適合防水設備。
MCU可向SHDN引腳發送信號，並關閉Push Button負載開關。
此外，我們還准備了可通過長按按鈕關閉Push Button負載開關的類型。
3.解除死機
設備死機等異常時，可有效利用長按按鈕的OFF功能。選擇長達5秒或10秒的類型誤操作而關閉的可能性會降低，適用於死機對策。關閉後，再次按下按鈕即可使之正常啟動。
並且Push Button負載開關作為對電池有益的功能，具有以下特點。
- 通過衝擊電流防止功能，抑製啟動時的衝擊電流
啟動完成後有PG引腳輸出可起動使下一級電源IC和MCU工作。 - 1.2V UVLO功能讓Push botton負載開關進入Shutdown狀態，有防止電池漏液的效果。
- VOUT大幅下降時，通過輸出短路保護功能進行Shutdown保護。
如上所述，即使是以直接連接到電池工作的MCU為核心的簡單的器件，稍微花點功夫也可進一步改善電池的耐久性、或容易滿足小型高靈敏度。