【应用】高精度运放+LDO，扫地机器人执行和能耗你说了算

时间： 2019-08-29 来源：世强

技术问答

【摘要】扫地机器人能精准地执行工作离不开信号运算处理中的一颗高精度的运算放大器。此外使用蓄电池供电的扫地机器人，其带有很多RF电路，因此从节能的角度出发，采用带有使能控制的低压差线性稳压器是不错的选择。本文重点讨论智能扫地机器人的高精度运放+低噪声LDO解决方案。

自从美国 iRobot 推出全球第一款扫地机器人之后，时至今日扫地机器人已风靡全球。由于智能扫地机器人可独自完成家庭清洁，因此对于消费者而言，除了产品的智能化，可靠的质量更加重要，这又反过来影响着生产厂家的生产设计。

图1：智能扫地机器人的原理框图

通常智能扫地机器人由移动机构、感知系统、控制系统、清扫系统以及电源系统五部分构成的复杂系统。其中，感知系统一般采用超声波传感器、接触和接近传感器、红外线传感器等来感知外部错综复杂的环境信息。由感知系统收集得到机器人控制所需要的各种信号，这些信号被送到控制系统，由控制器进行存储、运算、处理，然后发出相应命令通过执行机构使智能扫地机器人的机械本体完成规定的相应动作。

动作执行的正确与否精准与否，离不开信号运算、处理，对于信号的运算、处理又离不开运算放大器。因此为了使扫地机器人能精准的执行工作，高精度运算放大器对于知能扫地机器人应用工程意义明了、毋庸赘叙。另外，扫地机器人作为一款智能的家用产品，轻巧节能和价格也是其一大要求，因此如若运算放大器能在功耗及成本上为扫地机器人贡献一份力量，将对整体的设计起到事半功倍的作用。

在此推荐使用由世强代理的连续三年荣获“十大中国IC设计公司品牌”的圣邦微电子推出4.7μA微功耗、低噪声CMOS运算放大器——SGM8521/2/4系列。

SGM8521/2/4系列具有轨到轨输入/输出、低成本、微功耗、低电压(工作电压为2.1V~5.5V)的特点。SGM8521/2/4系列带宽增益积为150KHz；压摆率为0.04V/μs；典型输入失调电压为0.8mV；输入偏置电流为0.5pA；输入电压范围为-0.1V到+5.6V(Vs=5.5V)；

SGM8521/2/4系列是无公害无铅环保产品，其温度范围达到延长工业标准-40°C到+125°C，并采用小封装：SGM8521采用SOT23-5和SO-8封装，SGM8522采用SO-8和MSOP-8的封装。其中，SGM8521、SGM8522和SGM8524分别为单通道、双通道和四通道，很适合智能扫地机器人多信道快速响应应用。

另外，如果扫地机器人电源系统设计不合理，将影响到整个系统的架构、产品的特性组合、元件的选择、软件的设计和功率分配。同样，由于扫地机器人系统设计采用随机身携带的蓄电池，也要从节省电池能量的角度出发多加考虑。特别对于扫地机器人系统还带有很多RF电路，采用带有使能控制的低压差线性稳压器（LDO）是不错的选择。

LDO是一种微功耗的低压差线性稳压器，它具有极低的自有噪声和较高的电源抑制比。线性稳压器的框图如下图所示。

为电路选择LDO时，要慎重比较噪声指标和PSRR，确保基准旁路电容、输出电容和负载条件一致。圣邦微电子公司的SGM2007低压差线性稳压器在10Hz至100kHz频率范围内的输出噪声为30mV(RMS)，在1kHz的频率下PSRR高达73dB，它能够为扫地机器人内部的RF接收器、发送器、压控振荡器和音频放大器等对噪声敏感的模拟电路的供电电路提供低噪声、高电源纹波抑制比和快速瞬态响应。并且SGM2007的输入电压在2.5V~5.5V之间，非常适合于电池供电低功耗要求的扫地机器人产品。

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型号- CJ75XXS,CESDLC3V0J4,CJ78XX,CJB120SN08,ESDBKV3V3D3,ESDI4V8FD1,CJ5123J5E,SMF170A,CJ431,CJ5123J5H,CJ5123J5I,SBDF30100TCTB,CJ432,CJU110SN04,CESD12VD5,CJ6320,CESD12VD3,CJA6376,DTESD5V0LED02,ESD3V3Y1,CESD12VD7,CJ6205,CJ6206,ESDBU18VA1,LM317,CJK02 SERIES,CJ78MXX,CJP10N65,CJZ255PL,SBD4060TCTB,CJAC70SN15,CJ9221T5,ESDBW5V0A1,S2MF,HC-49S,CJ6330,CJ6331,ESDBU2V5AE1,CJ6211,CJU75SN10L,CJ8345NM,CESD24VD5,1117,CESD24VD3,CJ808CXXM,SCJT1117B-XX,ESDBW5V0D3,ESDBL36VD3,RJBF310,CJ6107系列,SBD20H200CTB,MURW2060CTB,CJ6221,CJ6101,CJ88XX,CJ11 SERIES,CJ6107,CJ6109,CJ78LXX,ESDBKV5V0D3,CJ08 SERIES,CJB120SN10,CJ6300系列,CJ5123SG3J,CJ15 SERIES,SK310BF,CJU02N65,S1ML,CJMP3009G,CJPF12N65,ESDD7V0D3,SBD20150TCTB,CJS2019,CJ6330B33M,ESDM15VD3,CJ8810,ESDH10VP1,LMV321,ESDVD5V0H4,CJU40SN06,ESDL24VAE1,CJ5123H5G,SBD4045TCTB,ESDTU5V0A1,CJS2013,CJS2016,SS14,LM358,CJ12209SP,ESDU5V0N2,CJO03 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拓尔微电子（TOLL）电源管理/马达驱动/电池管理/接口控制/信号处理/汽车应用芯片选型指南

描述- 拓尔微电子股份有限公司成立于2007年4月，是一家专注于高性能模拟及数模混合芯片研发、设计与销售的集成电路设计企业，致力于向个人消费电子、智能家居、网络通信、工业控制、汽车电子等下游领域提供高性能芯片及模组产品。历经十余年的研发积累与市场拓展，公司规模快速增长，先后在杭州、深圳、厦门、广州、无锡、成都和台湾等地建立分支机构及研发中心。

型号- TMI4056,TMIS23601,TMI7321,TMI7320,TMI4054,TMU003,TMI86881HAX,TMI7431Q,TMI85120S,TMI7206,TMI8423,TMI8421,TMI9743A,TMI8420,TMI6240,TMI6241,TMI86880HCX,TMI86880HDX,TMS8020XX,TMI31601,TMI4054H,TMI8549,TMI8548,TMI9404,TMI6013,TMI6011,TMI6262AL,TMI86881HCX,TMI5122D8,TMI6038D,TMI3255TF,TMI6038C,TMI6263CH,TMI9408,TMI9405,TMI82H05D-Q1,TMI8118S,TMI9410,IM5200,TMIS7701C,TMI86881HBX,TMI7431E,TMI4056D,TMI3255SF,TMI3244TF,TMI8140-Q1,TMI4056H,TMI8208,TMI9416,TMI4056E,TMI3113H2D,TMI36010,TMI6038,TMI6263AL,TMI4101AN,TMI6036,TMI7003,TMI6263AH,TMI8420Q,TMI33431E,TMI87301-Q1,TMI6030,TMI85303,TMS8010,TMI6036D,TMI6036A,TMIS7702,TMIS7701,TMI36021,TMI8720PD,TMI8100,TMI9431,TMI36020,TMI8340,TMI86881HDX,TMS8010N,TMI85303-Q1,TMI6263BH,TMIS1296,TMI8260SP,TMI3181A,STI8070C,STI8070D,STI8070A,TMIS23501,STI8070B,TMIS23502,STI8070G,TMI8113,TMI6056,STI8070E,TMI3252SH2,TMI36030,TMI3181D,STI8070F,TMI36031,TMI8110,TMI8230,TMI6050,TMI5130A,TMI3408D,TMI3408C,TMI3408F,TMIS1025,STI3453,TMI8118,TMI8123,TMI6240I,TMI7003C,TMI8122,TMI7003B,TMI9640A,TMI8120,TMI8722-Q1,TMI6240S,TMI3252SHF,TMI8116-Q1,TMI85121S,TMI6241A,TMI6241D,TMI86881MCX,TMI86880LDX,TMI97051,TMS8609D,TMS8609B,TMI3252TH,TMS8609F,TMS8609E,TMI6411-XXDA,TMI7608,STI3470,TMI3125,STI3472,TMI32520,TMI5302,TMI3253,TMI8180A,TMI3131,TMI3252,TMI3494,TMI6401,TMI3255,TMI2286,TMI9703E,TMI3493,TMI2282,TMI8180G,TMI3492,TMI3252TF,TMI2284Q,TMI86880LCX,IM2406A,TMI3252T,TMI86881MAX,TMI86880LBX,TMI86881MBX,STI3408B,TMI3252SH,TMI32530,TMI3252S,TMI3256,TMI8723N,TMI3259,TMI6402,TMI3258,TMI3278H,TMI2294,TMI86881LCX,TMI97151,TMI3253SHF,TMI8940D,IM2405A,TMI86620LXS,TMI86620LXT,TMI2286D,TMI36010S,TMI8837,TMI3253S,TMIS7722,TMI3267,TMI3253T,TMI9713A,TMI8722,TMI8721,TMI9713C,TMI4101DN,TMI9713E,TMI5330,TMS8007,TMI3273,TMS8008,TMI3388C,TMI3255B,TMI3388B,TMS8003,TMI3388A,TMI86881LBX,TMM8726-Q1,TMI86881MDX,TMI3352A,TMI86881LAX,TMIS1196,TMI3278,TMI3254S,TMI8723,TMI3286,TMI5102,TMI7303B,TMI4012DD,TMI6267AH,TMI7303A,TMI8876Q,TMI4012DC,TMI86820LXS,TMI7327B,TMI4012DF,TMI5101,TMI7327A,TMI4012DE,TMI3281,TMI7303D,TMI4012DB,TMI7303C,TMI4012DA,TMI3280,TMI9290A,TMI4011C,TMI4012DT,TMI4011B,TMI4012DS,TMI4011A,STI3452HFI,TMI7205B-Q1,TMI4012DP,TMI4012DR,STI3508C,TMI4012DQ,TMI4012DL,TMI4012DK,TMI4012DN,TMI4012DM,TMI4012DH,IM2403A,TMI4011E,TMI4012DJ,TMI4011D,TMI4012DI,TMI62033,TMI9713,TMI5111,IM2413N,TMI3171,TMI4021,IM2413P,TMI86881LDX,TMI4022C,TMI4010A,TMI4022B,TMI4022A,TMI2605S,TMI3254SF,IM6001,TMI36031R,TMI86820LXT,TMI4022D,TMI7325B,TMI8876,TMI85120,TMI85121,TMI7301,TMI4156,TMI5120,TMI9608,TMI8870,TMI3181,TMI2293Q,TMI3286B,TMI86880HBX,TMI3273T,TMI36030R,TMI3253TH,TMI8460SP,TMI9723,TMI7302A,TMI7326B,TMI7326A,TMI6220,TMI7302D,TMI3253TF,IM2423P,TMI2282L,TMI86880HAX,STI3452HF,TMI3253SH,TMI8262Q,IM2406,IM2404,IM2405,IM2403,STI3508CB,TMI3408,TMI31601F,TMI32120,TMI5700,STI3411A,TMI4056DH,TMI86630LXT,TMI86630LXS,TMI8512-Q1,TMI6809,TMI6411-XXDA-Q1,TMI6803,TMI3411,TMI3410,TMI3412,TMI4056EH,TMI7604R,TMIP3120,IM7002X,TMI8420-Q1,TMI3421,TMI6810,TMS8525,TMI9130I,TMI9130E,TMI9130F,TMI31602F,STI8036B,TMI31602H,TMI3113H2,STI3453FI,TMI2283QE,TMI86820HXT,TMI86820HXS,TMI3256B,TMI6411-XXTB-Q1,IM2605,TMI3341C,IM2603,IM2600,TMI8260DP,TMI9130C,TMI9130D,TMI86880MAX,TMI9130A,TMI9130B,TMI32560,TMI32561,TMI8D100,TMI8837S,TMI3255S,TMI8150B,TMI3255T,TMI3451,TMI3257I,TMI3112H,TMI3331,TMI2243,TMI3452,TMIP3130,TMI3273TF,TMI3112F,TMI3342B,TMIS1857,TMI86810S,TMI86810T,TMI3459,TMI3256S,TMI33421,TMI3455,TMI2245,TMI3244T,TMI3341,TMI3101,TMI3343,TMI3342,TMI86810D,TMI3113B,TMI3343B,TMI3331A,TMI3101C,TMI3113D,TMI3343C,TMI3101D,TMI3125F,TMI3343D,TMI8260FP,TMI86880LAX,TMI8122-Q1,TMI86880MCX,TMI33431,TMI2242D,TMI3108,TMI2242E,TMI8913,TMI3344,TMI8920,TMI3351,TMI6402T,TMI3112,TMS8601,TMI88225,TMI4151AN,TMI86880MDX,TMI86880MBX,TMI3359,TMI2243D,TMI3113,TMI8921,TMI8135,TMI6411-XXTA,TMI6411-XXTB,TMI8130,TMI6411-XXTD,TMI6411-XXTE,TMI6411-XXTF,TMI6056D,TMI39610,TMI6250I,TMI8264,TMI8263,TMI8262,TMI8261,TMI8140,STI9287C,STI9287B,TMI8038,TMI8037,TMI6283H,STI3452I,TMI8152,TMI8151,TMI8270,TMI8721-Q1,TMI4151DN,TMI6260C,TMI6260D,TMI6030D,TMI6030C,TMI6260A,TMS8203E,TMI8160,STI8036,TMI6261C,TMI6261B,TMS8201E,TMIS7702C,TMI8230S,TMI86600XT,TMI8720-Q1,TMI86600XS,TMI97153A,TMI97153B,TMI97153C,TMI3411P,TMI3411B,TMI3108K,TMI71301,TMI34595,IM2423,TMF82124-Q1,TMI7608S,TMI7608R,TMI4012SC,TMI4012SB,TMI4012SE,TMI4012SD,TMID23513,TMI4012SA,TMI5700A,TMI6050B,TMI32080,STI9287CA,STI3508,TMI8085,TMI6201A-XX,IM2415,TMI4012SF,TMI9290,STI9287,TMI5810,TMI2283QED

选型指南 - 拓尔微电子 - 2024/6/7 PDF 中文下载

先积集成运放LT199和LTC833x用于电流检测，可获得精准的电池容量

先积集成运放LT199和LTC833x用于电流检测，精准的电流检测，可以获得精准的电池容量，电池信息还能够通过SMBUS发送给主机，通过WIFI等方式连接到用户终端，方便用户及时了解扫地机器人的电池健康状况。

应用方案发布时间 : 2024-03-27

【应用】国产隔离DCDC电源芯片SGM46000用于储能变流器，最大输出功率可达3W，可为运放解决正负压供电的需求

基于该应用场景，圣邦微的SGM46000隔离DCDC电源芯片，搭配上外部的变压器可以实现隔离电源模块的功能，从而为小功率芯片供电。更重要的是这种方案可以为有特殊需求的客户提供负压电源。

应用方案发布时间 : 2023-05-18

圣邦微在光模块中应用的相关产品，涵盖TEC/APD/EML驱动、高性能运放、DCDC等｜视频

比较全面的展示了圣邦微在光模块中应用的相关产品，总的来说目前是有20--30个光模块相关产品。主要涵盖了TEC＼APD＼EML驱动这样的专用器件，高性能运放、电源相关LDO＼DCDC、负压，负载开关以及温度传感器等产品。

新产品发布时间 : 2023-11-17

维安提供扫地机器人电源模块、端口防护完整解决方案，提高电源模块的整体工作效率，延长电池使用寿命

扫地机器人的结构可以分为系统控制模块、电机模块、传感器模块、通信模块、电源模块五个部分。机器人通过传感器模块的超声波传感器、接近传感器等感知外部的环境，将收集的数据反馈给系统控制单元，在经由内部算法运算规划整体的运行轨迹，实现“定位-构图-规划-清扫”一体化的智能清扫方案。维安提供完整解决方案。

应用方案发布时间 : 2023-11-23

先积集成（Linearin）放大器/比较器/数据转换器/模拟开关/电源管理产品选型指南（英文）

目录- COMPANY INTRODUCTION PRODUCT INTRODUCTION Amplifiers Comparators Data Converters LDO Voltage reference Analog Switch

型号- LTC8701,LTC8705,LTC8704,LTC8703,LTC8702,LTR3030,LTC8382,LTR3033,LTP3465-XX,LTA8094,LTA809X FAMILY,LTA8092,LTC8381,LTC358,LTC324H,LTA8091,GP8101S,LTC8811,LTC8814,GP8102S,LTC8813,LTC8812,GP9301B,GP9101,LT180B2,GP9105,LT180B1,LT180B4,LT180B3,LTR3040,GP8202SL,LTR33 SERIES,GP8211S,LTP3558A,LTR3012,LTA829,LT180A4,LT180A1,LT180A3,LT180A2,LTA8074,LTA8072,LTC358H,LTA8071,LTP3454-XX,LTP3564,LTC331,LTP3567,LTC358A,LTP3559A,GP8201S,LTR3025,LTR3020,LTC321A,LTC321B,LTA8084,LTA8081,LTA8082,LTC324,LTC321,LTP3558,LTP3559,LTC8745,LTC8744,LTC8743,LTC8742,LTC8748,LTC8746,LTA6034,GP8101,LTA6031,LTC8741,LTA6032,GP8202ASL,LTC393,LTC5223,GP9305,LTC5228,LTA8224,LTA8221,LTA6042,GP9303,LTA8222,LTA6041,LTA6044,LTP3570,LTC8728,LTC8844,LTC8723,LTC8722,LTC8842,LTC8721,LTC8841,LTC3157,LTC8727,LTC8726,LTC8725,LTA809X,LTC881X FAMILY,LTC881X,LTC8838,LT199,LTC8832,LTC8831,LTC8836,LTC8835,LTC8834,LTA5054,LTC8392,LTC8391,LTC8708,LTC8707,LTC8706,LTC6004,GP8212ASL,LTP33XX,LTR3312,LTC6001,GP8301,LTA8134,LTC6002,LTC72X,LTA8131,GP8303,LTA8132,GP8302,LT199 SERIES,LTP3456-XX,LTR3325,LTR3320,LTA4584,LTA8024,LTA8021,GP8413,LTA8264,LTA4580,LTA8022,LTA8261,LTA8262,LTC728,LTA6052,LTC726,LTA6051,LTC8876,LTC8875,LTC8874,LTC8878,LT199G3,LT199G2,LTA604X,GP8312,LTC8872,GP9403,GP7101,LTC8871,LT199G1,GP8313,LTC725,LTC724,LTC722,LTC721,GP8503,GP8502,LTC8582,LTC8581,GP8501,LTC8584,GP8500,GP8212SL,LTA8292,LTA8291,LTC855X,LTA604X FAMILY,LTC8333,LTC8332,LTC8331,LTA8184,LTA8064,LTA8061,LTA8182,LTA8062,LTA8181,LTP6202,GP9301BM,GP8403,LTP829,LTR3333,LTC2467,LTR3330,LTA8274,LTA8154,GP8401,LTA8272,LTA8151,LTA8152,LTA8271,GP8513,LTC7227,GP7305,LTR3340,LTC8554,LTC7222,LTC8553,LTC8552,GP8512,LTC855X FAMILY,LTC8551,LTA8284,LTA8281,LTA8282,LTP3631,LTP3633,LTR33,LTP3635,LTP3636,LTC72X FAMILY,LTP3637

选型指南 - 先积集成 - 2023/3/15 PDF 英文下载

【选型】pin to pin替换TI TPS54202的开关电源芯片SGM61230，输出电流更大，静态电流更小

某客户的扫地机器人产品中，主电源芯片使用的是TI的TPS54202，规格为28V/2A，用于4节串锂电池电源供电的一级电压处理，降压至5V后供后级电路使用。由于价格及交期的原因需要寻找一款国产的替换物料，本文给大家介绍一款圣邦微的pin to pin替换物料SGM61230，可以完美替换TPS54202。

器件选型发布时间 : 2019-12-13

【应用】高侧电流检测放大器SGM8197系列是超声波探测系统电源保护的理想方案，集成放大器输出和开漏比较器

超声波探测系统电源保护选用国产品牌SGMICRO(圣邦微)的高侧电流检测放大器SGM8197系列，集成放大器输出和具有0.6V参考的开漏比较器，可以在-24V至105V的共模电压下检测电流感测电阻器两端的电压，通过开漏输出比较器，及时保护负载的工作安全。

应用方案发布时间 : 2023-06-30

【产品】圣邦微双路型LDO SGM2027，单颗LDO完成两路LDO的电压转换

在一个模块电路中，前端DCDC输出的电压通常为5V，后级就需要LDO来完成5V至3.3V，3.3V至1.8V的转换。如果有多个低压需求，那么就需要使用多颗LDO，而现在单颗MCU体积都做的很小了，如果一个主控就配一个LDO，就会大大增加电路的体积。这里介绍一款圣邦微的双路型LDO SGM2027，单颗IC完成两路LDO的电压转换。

新产品发布时间 : 2019-06-01