TI的新器件可延长电池寿命

最小化静态电流（ IQ ） 是当今降低功耗和管理电池寿命的强制性要求，尤其是在低功耗应用中。这个关键因素与电池供电的设备特别相关，例如物联网传感器节点。这些系统的大部分工作时间（99% 或更多）都处于待机或睡眠模式，而 I Q往往是延长电池寿命的限制因素。精心设计和优化超低 I Q电源管理设备可以将电池寿命延长数年，从而实现更多功能、延长寿命并降低整体系统成本。

I Q也称为空载静态电流，代表了始终开启的低功耗系统需要克服的最重要问题。然而，待机 I Q长期以来一直是一个问题，因为 I Q 的降低会在瞬态噪声性能、芯片封装面积和输出功率范围方面进行权衡。这就是为什么 I Q降低被认为是一项具有挑战性的任务的原因，需要仔细重新检查硅技术和电路技术。优化 I Q需要解决一系列相互竞争的设计问题：在将 I Q降低几个数量级的同时，设计人员必须满足瞬态响应、噪声和精度方面的所有重要性能要求。

超低-IQ设备

电子设计和技术的最新进展降低了大多数相关电源管理构建块的IQ，例如 DC/DC 转换器、电源开关、低压降稳压器和监控器，从而使这些设备在关键设备中得到广泛使用，例如工业仪表应用、汽车传感器和可穿戴设备。为了在电源中实现超低 I Q，德州仪器 （TI） 几十年来一直在投资开发省时且经济高效的创新解决方案。

“我们帮助工程师应对电源设计中的低 I Q挑战的方法有三方面，”TI 升压和多通道 DC/DC 副总裁兼总经理 Cecelia Smith 在新闻发布会上说。“首先，我们通过工艺技术的创新实现低功耗和始终开启，该工艺通过非常创新的控制 IP 拓扑针对超低泄漏进行了优化。接下来，通过创新的快速唤醒比较器和零 I Q反馈控制，我们可以在不影响低功耗的情况下实现快速动态响应时间。最后，对于空间最受限的应用，我们在缩小的外形尺寸内完成所有这些事情。”

TI 最近推出了三款新的行业低IQ产品，针对工业、汽车和任何低IQ应用。第一款产品是 TPS61094，这是一款双向降压/升压转换器。据 TI 称，它实现了低至 60 nA 的静态电流并集成了超级电容器充电功能，为工程师提供了支持备用电源应用的能力，例如智能电表（见图 1）。考虑到该器件的高集成度，整个解决方案的尺寸非常小。

据 TI 称，凭借60nA 的低 I Q，TPS61094 将帮助工程师将电池寿命延长多达 20%。例如，设计工程师可以使用该转换器来运行由单个电池供电的智能电表 10 年或更长时间。此外，这在降低运营成本方面提供了非常大的节省，因为该服务不必经常到现场更换电池。除了低 I Q 之外，TPS61094 还实现了 96% 的非常高的效率。TPS61094 还可以在升压操作中支持更高的输出电流，从而支持不同的无线电标准，例如窄带物联网、蓝牙和更新的无线协议。

“通过将降压充电器和升压转换器集成到一个具有双向拓扑结构共享一个电感器和一个输入/输出电容的 IC 中，组件数量最多可减少 50%，从而释放电路板空间并实现紧凑的设计，”说史密斯。

第二款新型低 I Q产品是 LMR43620，这是一款 36V、2A 同步降压转换器，具有业界最佳尺寸和 I Q，适用于非常广泛的低功耗、宽输入电压工业和汽车应用。 该器件是业界第一款宽-V IN降压转换器设有小于3μAI Q在150˚CT J最大。

“如果我不得不对这款设备说一件事，那就是在 150˚C 结温下将空载工作电流保持在 3 mA 以下是我们团队的一项重大成就，因此我们为这款设备感到非常自豪，”Troy 说Coleman，TI 电源开关、接口和照明副总裁兼总经理。

LMR43620 采用 2 × 2mm 低电磁干扰 （EMI） HotRod 封装，是此类降压转换器中最小的封装。该封装带有可润湿侧翼和用于汽车设计的内部补偿，例如触控式信息娱乐系统（见图 2）。尽管尺寸非常小，但它仍然可以在非常高的环境温度环境下运行，并具有稳定的热性能。

LMR43620 与 LMR43610（36 V、1 A）、LMR36506（65 V、600 mA）和 LMR36503（65 V、300 mA）引脚兼容，可帮助客户简化各种应用的设计。所有器件均具有工业和汽车认证版本。

除了 HotRod 封装外，LMR43620 还支持多项用于实现低 EMI 性能的附加功能，包括扩频、引脚可选、强制 PWM 模式和频率同步。由于其超低 I Q，该器件可以在 1 mA 时实现超过 85% 的效率。

TI 推出的第三款新产品是理想二极管控制器系列。今天，进入汽车的电子产品（LED 照明、信息娱乐集群、USB 集线器以及远程进入等永远在线功能）的数量正在急剧增加。所有这些新的电子产品都需要一个足够小、高效且足够快的保护系统。

“我们全新的 LM74720 系列理想二极管控制器使设计人员能够实现最低的功耗、最快的开启时间和关闭时间以实现反向电池保护，以及最小的解决方案尺寸，而不会影响所需的系统级保护汽车应用，”科尔曼说。

审核编辑：彭静

寿命器件最小化功耗

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