许多电池供电的米6体育平台手机版_好二三四（例如无线安防摄像头、可视门铃和智能锁）按照完全依靠电池电源供电来设计，即只能由电池供电，没有其他输入电源可供选择。这样一来，无论附近有没有电源插座，用户都可以在自行选择的任何位置安装设备，从而提供更完善的分散式家居安防覆盖。

系统设计面临的两大挑战分别是如何减少电源树自身的功率损耗，以及如何产生具有超低噪声的电源轨，从而满足外设输入电压噪声要求并提高性能。例如，为了使电池寿命达到两年，使用两节 AA 电池供电的无线安防摄像头的平均系统电流必须小于 127µA（包括开机和待机模式）。可使用Equation1 计算各种电池容量和所需寿命条件下的此电流，其中对电池总容量使用 30% 的安全裕度。

为了延长电池寿命，无线或电池供电的摄像头在满载和轻载条件下都需要非常低的静态电流 (I_Q) 和高效率。这些摄像头通常采用运动检测、人机界面、无线通信监控或这三者的任意组合，从而更大限度地减少高耗电状态的持续时间。器件的大部分寿命时间都处于低功耗状态，静态电流、子系统关断电流和高效率因而非常重要，其原因是这些待机电流会对整个电池寿命产生重大影响。

还要求电源轨具有高电压精度，尤其是为内核电源电压、高速 I/O 线路和模拟电源供电的电源轨。对于高清视频处理和流式传输，MPU 的时钟频率非常高，并且会采用严格的抖动预算。这些高速线路的电源噪声会引起抖动，从而增加误码率并降低高速信号的质量。此要求的一个示例是图像传感器模拟电压，这种情况下必须尽可能降低电源噪声以实现极高的对比度。

本文将探讨为电池供电型应用实施高效低纹波降压转换器的三种不同架构，并介绍了每种架构的利弊权衡。展示的可行解决方案包括：降压转换器 + LDO，强制脉宽调制 (FPWM) 降压转换器，以及降压转换器 + π 型滤波器。我们将根据输出电压纹波、满载和轻载条件下的系统效率以及 I_Q 来评估每种解决方案的性能。

架构 A 通过降压转换器 TLV62568 和 LDO TPS7A05 实现。

TLV62568 是一款采用峰值电流控制拓扑、具有自适应关断时间和成本效益的高效降压转换器。该器件通常在中等负载至重负载电流下以 1.5MHz 频率 PWM 模式运行。根据 V_IN/V_OUT 的比率，只需一个简单的电路即可设置低侧 MOSFET 所需的关断时间。因此，无论输入电压、输出电压和负载电流如何变化，开关频率都会保持相对恒定。通过感应高侧开关的电流，可实现峰值电流控制，同时还会实现对开关电流的限制，从而防止器件从电池或输入电压轨汲取过多电流。一旦达到高侧开关电流限值，高侧开关将关断，而低侧开关将接通，因此可在自适应关断时间内降低电感器电流。

TPS7A05 是一款超小型低静态电流 LDO，可提供 200mA 的电流以及出色的瞬态性能。该器件的输出电压范围为 0.8V 至 3.3V，典型精度为 1%。该 LDO 提供了折返电流限制、关断和热保护功能。

架构 B 通过采用与架构 A 相同的 FPWM 版本降压转换器 TLV62568A 来实现。因此，控制拓扑和功能基本相同，不同之处在于 TLV62568A 在轻载时保持在 PWM 模式下，而 TLV62568 在轻载时进入脉冲频率调制 (PFM) 工作模式。

架构 C 通过采用降压转换器 TPS62841 来实现。该转换器具有 60nA 的超低标称 I_Q，轻载效率高，并使用了 DCS-Control™。DCS–Control 是一种高性能控制方案，兼具磁滞和电压模式控制的优势。这种组合可实现出色的交流负载调节和瞬态响应、低输出纹波电压以及 PFM 和 PWM 模式之间的无缝过渡，同时最大限度地降低输出电压纹波。其中包含的交流环路可感应输出电压，并将该信息直接馈入快速比较器级。附加的电压反馈环路可实现精确的直流负载调节，而内部补偿的调节网络则使用小型外部元件和低 ESR 电容器实现快速稳定的运行。在 PFM 或节能模式下，开关频率随负载电流发生线性变化。