资产跟踪网络

新一代信标直接连接至专用蜂窝网络（LTE-M、NB-IoT），无需通过Bluetooth®也能与网关通信。虽然这些技术各不相同，但都具有低功耗特点，能够实现长达几年的电池续航时间（表1）。
表1.网络特点

	NB-IoT 窄带物联网(NB-IoT)	LTE-M LTE-M	Units 单位
Bandwidth 带宽	180 180	1400 1400	kHz kHz
Peak Data Rate 峰值数据速率	100 100	384 384	kbps kbps
U/D Link Speed 上行/下行链路速度	62.5 62.5	1000 1000	Mbps Mbps
Latency 延迟	10 10	100 100	ms ms
Battery Life 电池寿命	>10 >10	10 10	Years 年
Voice 语音	No 否	Yes 是

 

典型的资产跟踪器系统

图2所示为典型的资产跟踪器框图。三个串联的碱性电池提供2000 mAh电量。降压稳压器为板载控制器、传感器和无线电供电。  
对于要求较高的资产跟踪应用，该系统必须使用三节碱性电池持续运行一年，如图3所示，资产跟踪器每天会有一次持续约2分钟的数据传输模式，工作电流为100mA，剩余时间处于深度睡眠模式，工作电流仅100µA。但是实际上，根据LTE-M或NB-IoT资产跟踪器支持的功率电平和其他选项，电流可能会高一些，但在本文讨论的示例中，我们使用100 µA至100 mA范围。  

超低静态电流

降压转换器最终效率：

3 µA静态电流会导致降压转换器效率降低4%，大大加快电池耗电速度！
 
另一方面，静态电流为300 nA的降压转换器几乎不会降低其效率，其效率仅降低0.5%。对于资产跟踪应用，选择具有超低静态电流的降压转换器至关重要，因为系统大部分时间都处于静默状态，且仅依赖电池供电。
 

Nanopower降压转换器

图4所示的nanopower 330 nA超低静态电流降压型DC-DC转换器是一个典型的高能效示例，该器件采用1.8 V至5.5 V输入电压，支持高达175 mA负载电流，峰值效率高达96%。在休眠模式下，它仅消耗5 nA关断电流。该器件采用节省空间的1.42 mm × 0.89 mm、6引脚晶圆级封装（2个3引脚WLP，0.4 mm间距）。如果基于NB-IoT或LTE-M网络的功率水平需要更高电流，可选择同类器件来提供更高电流。  

小尺寸

Nanopower降压转换器应用的占地面积如图5所示。由于采用WLP封装、高开关频率操作和小型外部无源器件，该降压转换器的净PCB面积仅为7.1 mm²。  

效率优势

图6显示了具有3.6 V输入电压、1.8 V输出电压的降压转换器的效率曲线。在高负载下同步整流，在轻负载下进行脉冲操作，超轻负载确保在宽工作范围内保持高效率。
 
该IC在100 µA下的工作效率达87.5%，在100 mA下的工作效率高达92%，因此非常适合资产跟踪应用。与其他替代解决方案相比，这款降压转换器具有明显的效率优势。 高效率和小尺寸优势相辅相成，有助于减少发热。在设计更小巧、散热性能更佳的资产跟踪器时，能够帮助缓解设备过热的问题。
 

结论

根据具体的应用，资产跟踪器在仅使用小型电池供电的情况下，必须能够在现场持续运行几周到几年。针对此类应用，需要谨慎选择每个模块，以确保功耗尽可能低。降压稳压器必须在几十微安到几百毫安的输入电流范围内保持高效运行。MAX3864x nanopower降压转换器系列具有高效率和小尺寸特性，是非常适合资产跟踪应用的电源解决方案。
 

参考资料

MAX38640 ADI公司
MAX38641 ADI公司 
MAX38642 ADI公司 
MAX38643 ADI公司