隨著人們對更小型,、更智能互聯(lián)設(shè)備的愈發(fā)依賴,，電源的需求增長速度比以往更為快速。特別是IoT的發(fā)展對電池提出了更高的需求,，當(dāng)這些產(chǎn)品小型化的時候,，如何讓電池做得更小，或者在一些應(yīng)用場景里是做到不需要電池,，就變得非常關(guān)鍵,。德州儀器（TI）電池管理組工程師們?yōu)榱隧槕?yīng)電子設(shè)備微型化、電池使用壽命需求更長的趨勢,，開發(fā)了四款低靜態(tài)電流(IQ)的產(chǎn)品,，它們共同的特點(diǎn)都是自耗電比較低。那為什么要做低靜態(tài)的電流呢,？“低功耗,、小型化”，德州儀器（TI）電池管理系統(tǒng)產(chǎn)品線經(jīng)理王世斌在德州儀器超低靜態(tài)電流（IQ）的電源管理媒體說明會上向電子技術(shù)應(yīng)用記者這樣形容到,。

王世斌 德州儀器（TI）電池管理系統(tǒng)產(chǎn)品線經(jīng)理

“具體來說,，驅(qū)動低IQ需求有兩大因素，一個是電池運(yùn)行的電源系統(tǒng)需要低待機(jī)功耗以延長電池壽命,，并提供更好的用戶體驗,；另一個是非攜帶式電子設(shè)備需要更精確的產(chǎn)品服務(wù)結(jié)束周期偵測 (end-of-service detection)和更大的待機(jī)電源效率?！?/strong>電池的使用壽命是有限的,，一個鋰電池一般是500次充放電，如果把靜態(tài)電流做得更小的話,，比如之前每天充一次電,，或者有些產(chǎn)品是每周充一次電，現(xiàn)在可以做到兩天或者兩周充一次電,，使待機(jī)時間增倍,，減少充電次數(shù)，從而延長電池壽命,。“對自耗電來說,，靜態(tài)電流只有更小，沒有最小,，TI致力于在此方面投入更多的研發(fā)時間,，使靜態(tài)電流達(dá)到更小,，從而給業(yè)界帶來更好的產(chǎn)品?！?/strong>靜態(tài)電流是至關(guān)重要的,，因為大多數(shù)產(chǎn)品很多時間都是處于靜態(tài)的、不工作的監(jiān)控狀況下,，可能每小時或者每分鐘才進(jìn)行測試或者采集數(shù)據(jù),，所以大部分時間它的功耗都是花在靜態(tài)電流上，如果靜態(tài)電流做得更小,，便可以把充電的次數(shù)降低,，從而延長電池的壽命。

TPS7A02 線性的穩(wěn)壓器

作為業(yè)界比較領(lǐng)先的LDO,，TPS7A02擁有三大優(yōu)勢：首先,，它的靜態(tài)電流只有25nA，比前一代耗能降低了約40倍,；第二個優(yōu)勢是體積小,，只有0.65mm×0.65mm的封裝，可幫助工程師將解決方案尺寸縮小70%,；第三個優(yōu)勢是喚醒速度更快,，對于1至50mA的負(fù)載瞬態(tài)能夠在5μs以內(nèi)響應(yīng)，僅為競品器件瞬態(tài)響應(yīng)時間的一半,。前款產(chǎn)品一年前還是在1μA上,，TPS7A02的功耗降低了40倍，是哪些方面取得了突破呢,？“工藝的優(yōu)化和電路上的創(chuàng)新,，”王世斌經(jīng)理解釋道，“TI采用了最先進(jìn)的工藝對靜態(tài)電流進(jìn)行優(yōu)化,；在電路上面也進(jìn)行著不斷創(chuàng)新，把參考電壓做得更準(zhǔn)更低,，優(yōu)化每一個耗電較高的模塊”,。

TPS7A02兼具超低IQ和快速瞬時回應(yīng)，有助于提高系統(tǒng)壽命,，他的應(yīng)用非常廣泛,。比如，在電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施中,，低靜態(tài)電流LDO可以保證在電表的生命周期中不需要更換電表電池,，從而可以節(jié)省很多人力；在家居或家居自動化,、醫(yī)療行業(yè),、可穿戴設(shè)備中也同樣非常適用,，因為很多時候設(shè)備處于待電狀態(tài)，將靜態(tài)電流做低,，便可減少充電的次數(shù),，達(dá)到更長的待機(jī)時間，從而確保在需要使用的時候,，設(shè)備還是有電的,，而不是待機(jī)時設(shè)備電已耗盡。

TPS62840 DC/DC開關(guān)穩(wěn)壓器

作為DC/DC開關(guān)穩(wěn)壓器,，與前一代產(chǎn)品（360nA）相比,，TPS62840降到了60nA，是業(yè)內(nèi)最低IQ的開關(guān)穩(wěn)壓器,，封裝也從2mm×3mm減小到了1.5mm×2mm,。作為DC/DC，如此低的靜態(tài)電流是如何達(dá)到的呢,？“需要在開關(guān)鍵里不斷更新上管跟下管”,，王世斌經(jīng)理介紹到，“除此之外,，TPS62840還有個特色,，降噪效果非常好”。TPS62840增加了停止模式,，可以將開關(guān)電源短暫停下來,，用它的外掛電容為系統(tǒng)提供短時間的電壓，以便采集比較敏感的數(shù)據(jù),，噪音等級跟LDO已經(jīng)非常接近,。

TPS62840的應(yīng)用場景同樣是電網(wǎng)、家居自動化和個人電子產(chǎn)品等,，那作為設(shè)計師將如何選取20nA的LDO和60nA的DC/DC的呢,？“關(guān)鍵在于工作時間長短，動態(tài)時間長選65nA,，靜態(tài)時間長選25nA”,，王世斌經(jīng)理介紹道，“TI推出TPS62840開關(guān)穩(wěn)壓器可滿足始終開啟（always-on）的應(yīng)用的需求”,。在電網(wǎng)設(shè)計中,，如果材料數(shù)據(jù)較頻繁，工作時間比較長,，這時可以選擇一個開關(guān)電源,；在自動化的場景，比如攝像機(jī)里,，也可以用到DC/DC,，對影像進(jìn)行處理,，電流負(fù)載比較大的場景可以提供比較好的效率。

TPS3840 高輸入電壓,、高效監(jiān)控器

監(jiān)控器在大部分時間都不工作,，需要它工作的次數(shù)很少，因為它是復(fù)位的芯片,，在系統(tǒng)異常的時候,，才會做復(fù)位的信號，這種產(chǎn)品99.99%的時間都是在睡眠的狀況,，因此也需要非常低的自耗電,。但是由于這種自耗電在正常工作時看不到實(shí)際的操作以及價值，所以同樣需要把自耗電降到最低,。TPS3840主要的特性是可以在10V范圍內(nèi)操作,，外部加兩個分壓可以做到20V的耐壓，結(jié)合350nA的自耗電,，能做到1pa,，比如，監(jiān)控4V的系統(tǒng),，1pa就是4mV,，是非常高的精度，TPS3840就是依靠納米級功耗與高精確度的最佳組合來延長系統(tǒng)電池使用壽命,。如果能把每個監(jiān)控芯片靜態(tài)電流都降低,，那是非常省電、非常環(huán)保節(jié)能的一項舉措,。

作為復(fù)位芯片,，TPS3840還有一個特別的應(yīng)用場景，EPOS終端銷售機(jī),。很多刷卡或者刷二維碼的場景中,，需要對中央系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)系通訊，認(rèn)證終端客戶的身份,，如果系統(tǒng)在中間出現(xiàn)異常,，交易便會取消，因此復(fù)位芯片是非常重要的,，因為它可以監(jiān)控系統(tǒng)異常，進(jìn)行復(fù)位,，從而使金融交易在比較穩(wěn)定的環(huán)境里進(jìn)行,。

BQ25619 開關(guān)充電器

相對于其它三款用于小電池、或一次性電池的nA級產(chǎn)品,，mA級的BQ25619專門用于可充電電池,，是業(yè)界最低截止電流的開關(guān)充電器,，以此延長電池的使用壽命。眾所周知,，產(chǎn)品的功耗越高,，需要的電池電量越大，比如以前手機(jī)通常是2安培的電池,，現(xiàn)在已經(jīng)漲到了3安培,，那低功耗產(chǎn)品的發(fā)展方向是什么呢？“在同樣待機(jī)時間里,，把電池做得更小,，更便宜，把截止電流做的非常低,，在充電和截止精確度之間支持更長的電池壽命,。”減少小電池充電的次數(shù),，從而帶來更好的用戶體驗,。

BQ25619充電器擁有三合一的功能，整合充電,、升壓轉(zhuǎn)換器和電壓保護(hù)等功能,，以95%的效率提供超快速充電。BQ25619創(chuàng)新型的運(yùn)輸模式（ship mode,，400nA）可以將用戶體驗做到最佳,，通過電子膠貼做成低功耗的省電模式，可以延長待機(jī)時間,，設(shè)備從國外運(yùn)到國內(nèi),，或從國內(nèi)運(yùn)到國外需要三個月的運(yùn)輸時間，外加三個月在線下儲存,，如果自耗電做到很低,，終端客戶拿到產(chǎn)品以后，只要按一個按鈕就可以啟動產(chǎn)品,，非常方便,。

低截止電流有助于醫(yī)療和個人電子產(chǎn)品應(yīng)用，如助聽器,、耳塞和無線充電盒,。隨著電池容量的增加，以及可設(shè)定充電計時器的輔助,，將耳塞和充電盒的電池運(yùn)行時間延長,，大幅延長電池壽命，并減少使用時的充電次數(shù)。另一個特別應(yīng)用是貨物運(yùn)輸,，比如藥品在運(yùn)輸過程中,，需要對溫度進(jìn)行監(jiān)控，對物品在運(yùn)輸過程中的溫度進(jìn)行記錄,，這些記錄都需要一塊電池去啟動模塊,。以前電池做得比較大，而且充電次數(shù)比較頻繁,，會導(dǎo)致需要不斷充電,，浪費(fèi)很多時間，如果電池充電次數(shù)減少,，那么在路上的時間可以更長,，司機(jī)載貨時間更長，更方便,。在運(yùn)輸資產(chǎn)追蹤場景中同樣適用,。

對很多設(shè)計師來說，版面的布局是最大的挑戰(zhàn),，因為系統(tǒng)中功能越多,，版面越緊張。TI的四款新品將芯片的面積縮小一半,，對設(shè)計師來說是最實(shí)在的好處,。另外，設(shè)計師在設(shè)計中需要計算整體系統(tǒng)的靜態(tài)電流,，較高的靜態(tài)電流,，需要花很多時間優(yōu)化系統(tǒng)，做不同軟件的優(yōu)化或者不同模式的優(yōu)化,，如果把靜態(tài)電流降下來,，將不再需要進(jìn)行這些計算了。

無論線上還是線下,，TI對客戶進(jìn)行全方位的支持,，在TI官網(wǎng)上通過搜索，可以找到很多細(xì)致的電源管理相關(guān)資料,。對一些有仿真需求的設(shè)計師來說,，TI提供的WEBENCH?，可以做一些DC/DC升降壓的仿真,，讓客戶可以第一版成功,，減少改版次數(shù)；同時,，無論線上或是線下,，TI提供一系列的基礎(chǔ)培訓(xùn),，特別是在線上，會提供各種各樣的,、從入門級到專家級的培訓(xùn)。