深度對(duì)話：低靜態(tài)電流如何改變電池供電設(shè)備

Keith Kunz 居住在亞利桑那州的圖森市，他的愛好是在家附近的鄉(xiāng)間峽谷間進(jìn)行馬拉松訓(xùn)練。他喜歡頭戴無線耳機(jī)，聆聽著曲調(diào)輕快的經(jīng)典搖滾樂和鄉(xiāng)村音樂，手戴智能手表，記錄著跑過的里程。這些設(shè)備讓他更加享受長(zhǎng)達(dá) 30 公里的跑步旅程。

但他面臨著一項(xiàng)挑戰(zhàn)，即手表和耳機(jī)的電池續(xù)航必須長(zhǎng)達(dá)三個(gè)小時(shí)。這一問題可以通過設(shè)備電池電流管理技術(shù)得到解決，無論是希望盡情使用電子設(shè)備還是將其設(shè)置為低功耗模式，他都可以安心欣賞 Sabino 峽谷的壯麗景色。

Keith 是TI的高級(jí)技術(shù)人員，也是我們“Tech Ladder”計(jì)劃的杰出技術(shù)研究員，他對(duì)如何利用低靜態(tài)電流和電源管理技術(shù)解決問題作出了解答。

詳細(xì)了解TI的低靜態(tài)電流技術(shù)

問：什么是低靜態(tài)電流？
Keith Kunz：“靜態(tài)”代表休眠或非運(yùn)行狀態(tài)。低靜態(tài)電流是設(shè)備開啟但并未運(yùn)行時(shí)所消耗的電流。這種電流在待機(jī)或睡眠模式中存在。

我將其比作新款汽車的自動(dòng)啟停功能。當(dāng)您遇到停止信號(hào)時(shí)，汽車會(huì)自動(dòng)切斷電機(jī)連接，并過渡到低靜態(tài)狀態(tài)以節(jié)約能源。當(dāng)您需要再次啟動(dòng)時(shí)，它也可以無縫銜接。

我們的集成電路也具有同樣的功能。在使用集成電路時(shí)，我們會(huì)增大電流。在不需要使用集成電路時(shí)，我們會(huì)減小電流。

問：對(duì)低靜態(tài)電流電路的需求源于何處？
Keith：對(duì)低靜態(tài)電流芯片的需求源自于電池供電的應(yīng)用，比如煙霧探測(cè)器、運(yùn)行狀況監(jiān)視器、智能手表和水表。例如，煙霧探測(cè)器是一種至關(guān)重要的應(yīng)用，它需要連接備用電池，以防房屋斷電。

通過對(duì)產(chǎn)品中的低靜態(tài)電流電源管理模塊進(jìn)行細(xì)致的優(yōu)化，可以將這些系統(tǒng)中電池的壽命從兩年延長(zhǎng)至五年以上，某些情況下甚至可延長(zhǎng)至十年。例如，我們的TPS61094降壓/升壓轉(zhuǎn)換器兼具以下兩種優(yōu)勢(shì)，因此不必像以前那樣做出取舍：一種優(yōu)勢(shì)是采用集成式降壓/升壓轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化，另一種優(yōu)勢(shì)是通過高輸出電流和低靜態(tài)電流延長(zhǎng)電池壽命。超級(jí)電容器充電有助于為智能儀表等需要持續(xù)運(yùn)行的應(yīng)用提供支持。

如今，即便是不連接電池的應(yīng)用也需要低靜態(tài)電流技術(shù)，因?yàn)?a class="article-link" target="_blank" href="/design/">電路設(shè)計(jì)人員力求在更小面積的電路板上實(shí)現(xiàn)更多的功能。這樣一來，降低所有模式下的功耗便成了必然選擇。

物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 將成為推動(dòng)未來需求的一大持久動(dòng)力。通過改進(jìn)生產(chǎn)流程、降低成本以及提升性能，我們可以滿足客戶對(duì)更大功率密度和更強(qiáng)大功能的需求。

問：低靜態(tài)電流還可用于其他哪些應(yīng)用？
Keith：設(shè)計(jì)人員正在將低靜態(tài)電流半導(dǎo)體器件應(yīng)用于電路設(shè)計(jì)中，從而在更小的電路空間內(nèi)安裝更多電子元件并實(shí)現(xiàn)更多功能。例如，在汽車市場(chǎng)中，通過 LMR43610-Q1?和?LMR43620-Q1?降壓轉(zhuǎn)換器等芯片，工程師可以實(shí)現(xiàn)低靜態(tài)電流，在信息娛樂系統(tǒng)等需要待機(jī)模式功耗和緊湊型解決方案的應(yīng)用中延長(zhǎng)電池運(yùn)行時(shí)間。這些降壓轉(zhuǎn)換器也可以減少外部元件數(shù)量，從而降低系統(tǒng)成本。 ?

問：低靜態(tài)電流是否更環(huán)保？
Keith：樓宇自動(dòng)化是一個(gè)發(fā)展十分迅速的低靜態(tài)電流終端設(shè)備市場(chǎng)。如今，由電池供電的能量收集系統(tǒng)有99%的時(shí)間處于待機(jī)模式。通過感應(yīng)周圍環(huán)境，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能夠?qū)χ茻?、制冷、照明和用水進(jìn)行更智能地控制。通過低靜態(tài)電流提高物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的效率，我們可以為減少碳排放和保護(hù)環(huán)境貢獻(xiàn)自己的一份力量。正因如此，我才希望能夠努力使互聯(lián)設(shè)備更加高效。