原标题：使用4节AA电池实现寿命超过5年且配备扩展闪存的智能锁方案

方案介绍

随着楼宇日益增多以及越来越多的住宅业主希望为其楼宇或住宅改装智能锁(或电子锁)，无线电池供电型 智能锁在当今市场中越来越受欢迎。在智能锁应用中，高电流电机和无线电通常耗电较快，因此会影响电池 的寿命。更换多节电池可能十分费时且成本高昂，因此降低平均电流消耗通常是一项关键的设计注意事项。 本方案由轻负载高效直流/直流转换器、 SimpleLink™超低功耗无线 MCU 平台、集成电机驱动器 和 RGB LED 驱动器提供支持。

本方案使用具有集成低功耗蓝牙(BLE)无线电器件的CC2640R2F MCU来无线锁定和解锁门，同时还可通过监控电池电压指示寿命殆尽状态、限制流过电机的电流(有助于延长电机寿命)以及利用LED照明和图形将相关事件传达给用户。该设计通过选择电源拓扑(在本例中为高效降压转换器TPS62745)和延长低功耗蓝牙连接事件的占空比实现了极长的电池寿命。

各种智能锁系统中通常包含四个主要器件：MCU、低功耗蓝牙无线电、电机驱动器和电源管理。计算出每个器件的平均功耗后，便可以计算出电池的寿命(以毫瓦时为单位)。要计算电池寿命，需要研究两种不同的电流方案：

①　蓝牙开启并且每500ms(或者用户选择的任何其他值)发送一次连接事件

②　锁定或解锁事件向电机驱动器发送信号，指示驱动器通过直流电机提供大约1A的电流。

我们将忽略蓝牙配对的时间，因为这通常意味着有事件将要发生，并且通过电机提供的电流几乎比流入蓝牙器件的电流高两个数量级。本指南提及的事件是指锁定或解锁情形。例如，如果用户解锁门，然后再将其锁定，这被视为两个事件(一个是锁定事件，一个是解锁事件)。

本方案在选择电池时考虑了两个主要因素：容量和电池平台的普及度。AA电池的容量大于AAA电池。此外，当今市场上更多类似于智能风门的应用都选择使用AA电池。

应用范围

• 电子智能锁

• 门键盘和读取器

• 楼宇自动化

• 楼宇安全系统

• HVAC 阀门和传动器控制

特色

4 节 AA 串联电池具有 5 年以上的电池寿命

每天 24 次上锁或解锁活动

BLE 无线电连接周期

电机驱动器具有集成型 FET 和电流感应比较器，可采用最少的分立式组件实现轻松的设计和较小的解决方案尺寸

基于电压的电池电量监测计，集成型直流/直流转换器

采用第三方 BLE iOS 和 Android 应用通过 BLE 测试

最多 4 秒的可配置广告间隔

系统方块图

核心器件

相关文档

应用手册： 

使用 4 节 AA 电池，可实现 5 年以上电池使用寿命且配备扩展闪存的智能锁方案.pdf

PCB布局： 

PCB布局.pdf

电路图： 

电路图.pdf

BOM List：  

BOM.pdf

Assembly Drawing：

Assembly Drawing.pdf

【CSD25310Q2】

20V P 通道 NexFET 功率 MOSFET，CSD25310Q2

描述

这款 19.9mΩ，20V P 通道器件被设计成在超薄且尽可能小的外形尺寸封装内以出色的热特性提供尽可能低的导通电阻和栅极电荷。 其低导通电阻，与 SON 2mm x 2mm 塑料封装内的极小封装尺寸组合在一起，使得此器件成为电池供电、空间受限运行的理想选择。

顶视图 要了解所有可用封装，请见数据表末尾的可订购产品附录。 RθJA = 43°C/W，这是在 0.060 英寸厚环氧树脂 (FR4) 印刷电路板 (PCB) 上的 1in² 铜(2 盎司)过渡垫片上测得的典型值。脉冲持续时间 10μs，占空比 ≤ 2%

特性

超低 Qg 和 Qgd

低导通电阻

低热阻

无铅

符合 RoHS 环保标准

无卤素

小外形尺寸无引线 (SON) 2mm x 2mm 塑料封装

应用范围

电池管理

负载管理

电池保护

【DRV8833】

2A 低电压双路刷式直流或单路双极步进电机驱动器(PWM控制器)

描述

DRV8833器件为玩具、打印机及其他机电一体化应用提供了一款双桥电机驱动器 解决方案。

该器件具有两个 H 桥驱动器，能够驱动两部直流刷式电机、一部双极步进电机、多个螺线管或其他感性负载。

每个 H 桥的输出驱动器模块由配置为 H 桥的 N 沟道功率 MOSFET 组成，用于驱动电机绕组。每个 H 桥均具备调节或限制绕组电流的电路。

该器件利用故障输出引脚实现内部关断功能，提供过流保护、短路保护、欠压锁定和过热保护。另外，还提供了一种低功耗休眠模式。

DRV8833 采用带有 PowerPAD16 引脚超薄型四方扁平无引线 (WQFN) 封装(环保型：符合 RoHS 标准且不含锑/溴)。

特性

双路 H 桥电流控制电机驱动器

可以驱动两部直流电机或一部步进电机

低金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) 导通电阻：高侧 (HS) + 低侧 (LS) 360mΩ

输出电流(VM = 5V，25°C 时)

采用 PWP/RTY 封装：每条 H 桥的 RMS 电流为 1.5A，峰值电流为 2A

采用 PW 封装：每条 H 桥的 RMS 电流为 500mA，峰值电流为 2A

可以将输出并联，以实现

3A RMS 电流、4A 峰值电流(PWP 和 RTY 封装)

1A RMS 电流、4A 峰值电流(PW 封装)

宽电源电压范围：

2.7V 至 10.8V

PWM 绕组电流调节/电流限制

耐热增强型表面贴装封装

应用

电池供电式玩具

服务点 (POS) 打印机

视频安保摄像机

办公自动化设备

游戏机

机器人

【LP55231】

LP55231 可编程 9 输出 LED驱动器

描述

LP55231 是一款 9 通道 LED 驱动器，专用于为移动设备制造灯光效果。 采用高效的电荷泵，支持在锂离子电池电压范围内驱动 LED。 该器件配有内部程序存储器，可在不使用处理器控制的情况下运行。

LP55231 有一个 I2C 兼容控制接口并配有四个引脚可选地址。 INT 引脚可用于在照明序列结束时(中断功能)通知处理器。 另外，该器件具有一个触发输入接口，可实现多个 LP55231 器件之间的同步。 根据 LED 正向电压要求自主选择最佳电荷泵增益，可在宽运行电压范围内保持出色的效率。 当 LED 输出未激活时，该器件能够自动进入节能模式，从而将空闲流耗降至 10µA(典型值)。 仅需四个小型的低成本陶瓷电容。

特性

三个独立的程序执行引擎，9 个满量程电流为 25.5mA 的可编程输出，8 位电流设置分辨率和 12 位 PWM 控制分辨率

自适应高效 1x/1.5x 分数型电荷泵 - 效率高达 94%

LED 驱动效率高达 93%

电荷泵具有软启动和过流/短路保护

内置 LED 测试

待机电流典型值 200nA

自动节能模式;IVDD = 10µA(典型值)

两线制 I2C 兼容控制接口

灵活的指令集

大容量 SRAM 程序存储器

小型应用电路

源极(高侧)驱动器

架构支持颜色控制

应用

彩灯和指示灯

LED 背景照明

触觉反馈

可编程电流源