最小化靜態(tài)電流（ IQ ） 是當今降低功耗和管理電池壽命的強制性要求，尤其是在低功耗應用中。這個關鍵因素與電池供電的設備特別相關，例如物聯(lián)網(wǎng)傳感器節(jié)點。這些系統(tǒng)的大部分工作時間（99% 或更多）都處于待機或睡眠模式，而 I Q往往是延長電池壽命的限制因素。精心設計和優(yōu)化超低 I Q電源管理設備可以將電池壽命延長數(shù)年，從而實現(xiàn)更多功能、延長壽命并降低整體系統(tǒng)成本。

I Q也稱為空載靜態(tài)電流，代表了始終開啟的低功耗系統(tǒng)需要克服的最重要問題。然而，待機 I Q長期以來一直是一個問題，因為 I Q 的降低會在瞬態(tài)噪聲性能、芯片封裝面積和輸出功率范圍方面進行權衡。這就是為什么 I Q降低被認為是一項具有挑戰(zhàn)性的任務的原因，需要仔細重新檢查硅技術和電路技術。優(yōu)化 I Q需要解決一系列相互競爭的設計問題：在將 I Q降低幾個數(shù)量級的同時，設計人員必須滿足瞬態(tài)響應、噪聲和精度方面的所有重要性能要求。

超低-IQ設備

電子設計和技術的最新進展降低了大多數(shù)相關電源管理構建塊的IQ，例如 DC/DC 轉換器、電源開關、低壓降穩(wěn)壓器和監(jiān)控器，從而使這些設備在關鍵設備中得到廣泛使用，例如工業(yè)儀表應用、汽車傳感器和可穿戴設備。為了在電源中實現(xiàn)超低 I Q，德州儀器 （TI） 幾十年來一直在投資開發(fā)省時且經濟高效的創(chuàng)新解決方案。

“我們幫助工程師應對電源設計中的低 I Q挑戰(zhàn)的方法有三方面，”TI 升壓和多通道 DC/DC 副總裁兼總經理 Cecelia Smith 在新聞發(fā)布會上說?！笆紫龋覀兺ㄟ^工藝技術的創(chuàng)新實現(xiàn)低功耗和始終開啟，該工藝通過非常創(chuàng)新的控制 IP 拓撲針對超低泄漏進行了優(yōu)化。接下來，通過創(chuàng)新的快速喚醒比較器和零 I Q反饋控制，我們可以在不影響低功耗的情況下實現(xiàn)快速動態(tài)響應時間。最后，對于空間最受限的應用，我們在縮小的外形尺寸內完成所有這些事情。”

TI 最近推出了三款新的行業(yè)低IQ產品，針對工業(yè)、汽車和任何低IQ應用。第一款產品是 TPS61094，這是一款雙向降壓/升壓轉換器。據(jù) TI 稱，它實現(xiàn)了低至 60 nA 的靜態(tài)電流并集成了超級電容器充電功能，為工程師提供了支持備用電源應用的能力，例如智能電表（見圖 1）?？紤]到該器件的高集成度，整個解決方案的尺寸非常小。

據(jù) TI 稱，憑借60nA 的低 I Q，TPS61094 將幫助工程師將電池壽命延長多達 20%。例如，設計工程師可以使用該轉換器來運行由單個電池供電的智能電表 10 年或更長時間。此外，這在降低運營成本方面提供了非常大的節(jié)省，因為該服務不必經常到現(xiàn)場更換電池。除了低 I Q 之外，TPS61094 還實現(xiàn)了 96% 的非常高的效率。TPS61094 還可以在升壓操作中支持更高的輸出電流，從而支持不同的無線電標準，例如窄帶物聯(lián)網(wǎng)、藍牙和更新的無線協(xié)議。

“通過將降壓充電器和升壓轉換器集成到一個具有雙向拓撲結構共享一個電感器和一個輸入/輸出電容的 IC 中，組件數(shù)量最多可減少 50%，從而釋放電路板空間并實現(xiàn)緊湊的設計，”說史密斯。

第二款新型低 I Q產品是 LMR43620，這是一款 36V、2A 同步降壓轉換器，具有業(yè)界最佳尺寸和 I Q，適用于非常廣泛的低功耗、寬輸入電壓工業(yè)和汽車應用。 該器件是業(yè)界第一款寬-V IN降壓轉換器設有小于3μAI Q在150?CT J最大。

“如果我不得不對這款設備說一件事，那就是在 150?C 結溫下將空載工作電流保持在 3 mA 以下是我們團隊的一項重大成就，因此我們?yōu)檫@款設備感到非常自豪，”Troy 說Coleman，TI 電源開關、接口和照明副總裁兼總經理。

LMR43620 采用 2 × 2mm 低電磁干擾 （EMI） HotRod 封裝，是此類降壓轉換器中最小的封裝。該封裝帶有可潤濕側翼和用于汽車設計的內部補償，例如觸控式信息娛樂系統(tǒng)（見圖 2）。盡管尺寸非常小，但它仍然可以在非常高的環(huán)境溫度環(huán)境下運行，并具有穩(wěn)定的熱性能。

LMR43620 與 LMR43610（36 V、1 A）、LMR36506（65 V、600 mA）和 LMR36503（65 V、300 mA）引腳兼容，可幫助客戶簡化各種應用的設計。所有器件均具有工業(yè)和汽車認證版本。

除了 HotRod 封裝外，LMR43620 還支持多項用于實現(xiàn)低 EMI 性能的附加功能，包括擴頻、引腳可選、強制 PWM 模式和頻率同步。由于其超低 I Q，該器件可以在 1 mA 時實現(xiàn)超過 85% 的效率。

TI 推出的第三款新產品是理想二極管控制器系列。今天，進入汽車的電子產品（LED 照明、信息娛樂集群、USB 集線器以及遠程進入等永遠在線功能）的數(shù)量正在急劇增加。所有這些新的電子產品都需要一個足夠小、高效且足夠快的保護系統(tǒng)。

“我們全新的 LM74720 系列理想二極管控制器使設計人員能夠實現(xiàn)最低的功耗、最快的開啟時間和關閉時間以實現(xiàn)反向電池保護，以及最小的解決方案尺寸，而不會影響所需的系統(tǒng)級保護汽車應用，”科爾曼說。