ZHCAA96A August 2019 – May 2021 TLV62568 , TLV62568A , TPS62840
许多电池供电的产品（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 (IQ) 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 IQ 来评估每种解决方案的性能。