【经验】润石科技电平转换芯片RS0102在超低功耗系统中的应用

时间： 2022-08-26 来源：世强

技术问答

随着穿戴设备越来越流行，以及一些特殊应用的设备越来越小型化，电池供电的产品对功耗提出了更高的要求。通常在设计电路的时候，大家会着重地考虑原本功耗较大的器件如何来降低功耗，如处理器芯片，电源芯片等，而忽略了一些看起来不那么“起眼”的元件。例如电平转换芯片，相对于主芯片来说功耗较小，但是通过一些选料的优化，在超低功耗系统中仍然可以达到进一步优化功耗的目的。

项目应用

在已经完成的超低功耗定位器产品中，处理器采用的是有方N27 CAT1模块，MCU采用的是BLE芯片，CAT1模块和BLE芯片通过串口连接。其中CAT1模块串口电平为1.8V，BLE芯片的串口电平为3.3V，所以采用电平转换芯片来连接。如图1所示：

串口连接.png

图1 串口数据连接方式

电平转换芯片选择润石科技的RS0102芯片，由于定位器产品电路板比较紧凑，所以我们选择最小封装为XTDFN-1_4X1-8L的型号，即RS0102YUTDS8。

1. 主要参数如下：

（1）2 bits电平转换；

（2）速率：24Mbps（推挽模式）

2Mbps（开漏模式）；

（3）A端口：1.65V~5.5V

B端口：2.3V~5.5V；

（4）支持部分断电模式操作。

其中通道数和转换电平等参数都符合要求。

2. 由RS0102芯片规格书提取的部分数据如表1，静态（不使能）情况下，A ports和B ports最大电流都为0.5μA，功耗极低。

屏幕截图 2022-07-12 232516.png

表1 静态电流

3. 由RS0102芯片规格书提取的部分数据如表2，芯片工作（使能）情况下，A ports最大电流为2.5μA，B ports最大电流为10μA。

屏幕截图 2022-07-12 232754.png

表2 工作电流

原理图如图2，具体为：

1. 1.8VD_OFF为可控电源，由BLE控制开关，使用时才打开供电；

2. 3.3VD为BLE供电电源，为常供电；

3. UART1接CAT1模块，UART 2接BLE；

4. 第5脚为使能脚，用100K上拉到1.8VD_OFF，串口使用时才使能，100K电阻可以进一步减小电流。

屏幕截图 2022-07-09 232132.png

图2 RS0102原理图

测试结果

功耗测试从静态电流和工作电流两方面来测试，结果如表3。

1. 静态电流测试方法，RS0102芯片贴在板子上且1.8VD_OFF不供电，此时的整板电流为I1，取掉之后电流为I2，其差值I1-I2即为静态电流；

2. 工作电流测试是用软件控制1.8VD_OFF打开，此时使能脚也打开，整板电流为I3，则I3-I2即为工作电流。

屏幕截图 2022-07-10 224942.png

表3 电流测量结果

从表格可以看出，选用RS0102电平转换芯片可以获得极低的功耗，特别是对于有长期休眠状态的设备来说，其静态功耗更是微乎其微。可以极大的减小功耗，增长续航时间。

PCB设计图（图3）

图3 PCB设计图

注意要点：

1. 左侧两个电容分别为A ports和B ports的电源去偶电容，一定要尽可能与芯片引脚靠近放置，以达到更好的去偶效果；

2. RS0102YUTDS8封装尺寸为1.4x1mm，外形较小，为了方便调试焊接和提高产线贴片的良率，PCB封装引脚需要向外适当加长一些。

实物图

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器件选型发布时间 : 2020-11-04

新能源应用方案

型号- RS4G00,RS6331,RS8752,RS8751,RS393,RS8511,RS6334,RS2252,RS3221,RS31XX,RS321P,RS621PXF-Q1,RS1G17,RS4G08,RS2251,RS1G14,RS0102,RS0104,RS8T245YS24-Q1,RS722PXK-Q1,RSXT245,RS432,RS6332XK-Q1,RS8901,RS624PXQ-Q1,RS431,RS431AYSF3-Q1,RS6G14XP-Q1,RS020X,RS0108,RS622XQ-Q1,RS841XP,RS7550,RS84XX,RS1T34XF5-Q1,LM2901XQ-Q1,RS0104YUTQH12-Q1,RS8454XP-Q1,RS2257,RS706,RS393XK-Q1,RS845X,RS358A,RS8557XF-Q1,RS8031XF-Q1,LM393,RS845XP,RS010X,RS8411,RS6331P,RS8412,RS2G08,RS721PXF-Q1,RS331XF-Q1,RS225X,RS3236,RS1G00XC5-Q1,RS432AYSF3-Q1,RS331,RS8422,RS8424,RS621XF-Q1,RS621KXF-Q1,RS2G17,RS8T245,RS2G14,RS3007,RS8414,RS1G17XC5-Q1,RS624XQ-Q1,RS321,RS633X,RS8907XF-Q1,RS722,RS8539,RS324,RS4G125,RS721,RS244YTSS20-Q1,RS721P,RS8551,RS8414XP-Q1,RS8414PXQ-Q1,RS8454PXQ-Q1,LM2903XM-Q1,RS1T45XC6-Q1,LM2901,LM2903,RS62X,RS2251XTSS16-Q1,RS4T245,RS2166,RSXT45,RS622XM-Q1,RS4G00XP-Q1,RS8411P,RS841X,RS358,RS622XTDE8-Q1,RS722P,RS4T245XTSS16-Q1,RS73XX-1,LM358,RS1G125,RS1G126,RS1G14XF5-Q1,RS2T45,RS72X,RS2057,RS8557,RS842X,RS8412PXK-Q1,RS865X,RS8452PXK-Q1,RS0108YQ20-Q1,RS8452XK-Q1,RS633XP,RS6G07,RS624PXP-Q1,LM2903XK-Q1,RS622PXTDE8-Q1,RS809,RS2T45XVS8-Q1,RS62XP,RS2227,RS0202,RS4T245XTQW16-Q1,RS2228,RS2588,RS0204,RS2102,RS8412XK-Q1,RS855X,RS724XP-Q1,RS1G32XF5-Q1,RS8T245YTSS24-Q1,RS1G08XC5-Q1,RS724P,RS1G00,LM331,RS821P,RS8414XQ-Q1,RS2233YTSS16-Q1,RS7533,RS1G07,RS1G08,RS6G14,RS8411XF-Q1,RS1G125XF5-Q1,RS624XTDB14-Q1,RS245,RS1G14XC5-Q1,RS244,RS0104YQ-Q1

应用及方案 - 润石科技 - 2022/8/30 PDF 中文下载查看更多版本

新能源应用方案

型号- RS4G00,RS6331,RS8752,RS8751,RS393,RS8511,RS6334,RS2252,RS31XX,RS321P,RS3221,RS1G17,RS4G08,RS2251,RS1G14,RS0102,RS0104,RSXT245,RS432,RS8901,RS431,RS020X,RS0108,RS7550,RS84XX,RS72XP,RS2257,RS706,RS845X,RS358A,LM393,RS845XP,RS010X,RS8411,RS6331P,RS8412,RS2G08,RS225X,RS3236,RS331,RS8422,RS8424,RS2G17,RS8T245,RS2G14,RS3007,RS8414,RS321,RS633X,RS722,RS8539,RS324,RS4G125,RS721,RS721P,RS8551,LM2901,LM2903,RS62X,RS4T245,RS2166,RS8411P,RS841X,RS358,RS722P,RS73XX-1,LM358,RSXT45,RS1G125,RS1G126,RS2T45,RS72X,RS2057,RS8557,RS842X,RS865X,RS633XP,RS6G07,RS809,RS62XP,RS2227,RS0202,RS2228,RS2588,RS0204,RS2102,RS855X,RS724P,RS1G00,LM331,RS821P,RS7533,RS1G07,RS1G08,RS6G14,RS245,RS244

应用及方案 - 润石科技 - 2022/1/10 PDF 中文下载

新能源应用方案

型号- RS4G00,RS8752,RS6331,RS8751,RS393,RS6334,RS8511,RS2252,RS3221,RS621PXF-Q1,RS2251,RS4G08,RS1G17,RS1G14,RS0102,RS0104,RS8T245YS24-Q1,RS722PXK-Q1,RSXT245,RS432,RS6332XK-Q1,RS8901,RS624PXQ-Q1,RS431,RS431AYSF3-Q1,RS6G14XP-Q1,RS020X,RS0108,RS622XQ-Q1,RS7550,RS84XX,RS1T34XF5-Q1,LM2901XQ-Q1,RS0104YUTQH12-Q1,RS8454XP-Q1,RS2257,RS706,RS393XK-Q1,RS845X,RS8557XF-Q1,RS8031XF-Q1,RS845XP,LM393,RS8411,RS6331P,RS8412,RS2G08,RS721PXF-Q1,RS331XF-Q1,RS3236,RS1G00XC5-Q1,RS432AYSF3-Q1,RS331,RS010X,RS8422,RS8424,RS621XF-Q1,RS621KXF-Q1,RS2G17,RS8T245,RS2G14,RS3007,RS8414,RS1G17XC5-Q1,RS624XQ-Q1,RS633X,RS321,RS8907XF-Q1,RS722,RS8539,RS324,RS4G125,RS721,RS244YTSS20-Q1,RS721P,RS8551,RS8414XP-Q1,RS8414PXQ-Q1,RS8454PXQ-Q1,LM2903XM-Q1,RS1T45XC6-Q1,LM2901,LM2903,RS2251XTSS16-Q1,RS2166,RS4T245,RS622XM-Q1,RS4G00XP-Q1,RS358,RS622XTDE8-Q1,RS722P,RS4T245XTSS16-Q1,RS73XX-1,LM358,RSXT45,RS1G125,RS1G126,RS1G14XF5-Q1,RS2T45,RS72X,RS2057,RS8557,RS8412PXK-Q1,RS865X,RS8452PXK-Q1,RS0108YQ20-Q1,RS8452XK-Q1,RS841X,RS633XP,RS6G07,RS624PXP-Q1,LM2903XK-Q1,RS622PXTDE8-Q1,RS809,RS2T45XVS8-Q1,RS62XP,RS0202,RS2227,RS4T245XTQW16-Q1,RS2228,RS0204,RS2588,RS2102,RS8412XK-Q1,RS855X,RS724XP-Q1,RS842X,RS1G32XF5-Q1,RS8T245YTSS24-Q1,RS1G08XC5-Q1,RS724P,RS1G00,LM331,RS821P,RS8414XQ-Q1,RS2233YTSS16-Q1,RS7533,RS1G07,RS1G08,RS6G14,RS8411XF-Q1,RS62X,RS1G125XF5-Q1,RS624XTDB14-Q1,RS245,RS1G14XC5-Q1,RS244,RS0104YQ-Q1

数据手册 - 润石科技 - 2022/8/3 PDF 中文下载收起

润石为企业系统打印机提供运算放大器、比较器、模拟开关等产品，助力企业提高工作效率

企业系统打印机是专为满足企业级业务需求而设计的打印解决方案。这些打印机通常具有更高的打印速度，这意味着它们可以在短时间内处理大量的打印任务，从而提高企业的工作效率。除了高速度和大容量外，企业系统打印机还具有更高级的安全功能。例如，一些企业系统打印机具有加密功能，可以保护打印数据的安全。润石科技多款产品应用其中。

应用方案发布时间 : 2024-09-22

润石科技（RUNIC）信号链和电源管理芯片产品选型指南（英文）

描述- Runic Technology‘s product portfolio includes op-amps, comparators, analog switches, data converters, level shifters, little logic ICs, voltage references, LDOs, DC/DCs, load switches, reset ICs. These products are widely used in various industries, such as consumer electronics, computing, communications, industrial, and automotive markets.

选型指南 - 润石科技 - 2024.03 PDF 英文下载