2019-09-30
14:00:18
来源: 半导体行业观察
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小型化和智能化促进着电子设备的发展，在这种趋势之下，电池的性能也跟随着电子设备的发展而升级。如何有效延长电池和系统寿命是电源管理芯片所要面临的挑战。
为什么需要低静态电流
为顺应电子设备小型化的趋势，就需要电池拥有更长的使用寿命。减少充电次数也被视为是一种可以延长电池使用寿命的方法。而低静态电流可以降低电子设备的待机功耗，从而可以在一定程度上减少电池的充电次数，增加电池的使用寿命。
TI电池管理系统产品线经理王世斌介绍道：“电源处于待机模式时，功耗由静态电流(IQ)决定，此时不驱动任何负载，输入不进行切换。静态电流虽然微不足道，但会实质上影响系统在轻载条件下的功率传输效率。”
（TI电池管理系统产品线经理王世斌）
除延长电池寿命以外，非携带式电子设备也需要更精准的产品服务结束周期侦测（end-of-service detection）和最大的待机电源效率。这也是驱动低静态电流发展的另一个因素。
就此趋势，TI也陆续推出了多款低静态电流电源管理产品。
静态电流低至25nA的LDO
有些电网基础设施、楼宇自动化和便携式电子设备，需要长时间地处于待机状态，这些产品内往往会安装一枚一次性电池，这就对电池功耗提出了非常高的要求。为了延长电池的使用寿命，这类产品往往就需要具有低静态电流的LDO产品。
为了满足这类产品的需求，TI于近期推出了超低功率低压降线性稳压器TPS7A02。据悉，其工作静态电流（IQ）可低至25nA，仅为行业内小型器件的十分之一。新型稳压器在压降的条件下也能在轻负载时实现低IQ控制，可以将应用的电池寿命至少延长一倍。据王世斌介绍，与TI去年推出的上代产品相比，TPS7A02的性能提升了40倍。
除此之外，TPS7A02还兼具更快的唤醒速度及更好的动态性能。据王世斌介绍：“对于1到50mA的负载瞬态，TPS7A02能够在5us内响应，仅为行业内同类器件瞬态响应时间的一半，可支持工程师设计响应时间更短、动态性能更好的应用。”
三合一开关升压转换器提供最低的静态电流
由于电子设备小型化的趋势，使得电池也在向小型化方向发展。这也就要求相关的电源管理器件要在满足小型化的同时，也要保证低功耗的性能。对此，TI推出了一款支持20mA的截止电流的新型开关电池充电器集成电路（IC）——BQ25619。
低截止电流有助于医疗和个人电子产品应用，如助听器、耳塞和无线充电盒。随着电池容量的增加，以及可设定充电计时器的辅助，使耳塞和充电盒的电池运行时间延长，大幅延长电池寿命，并减少使用时的充电次数。
根据德州仪器的技术文章资料显示，通过电池为电池充电（即，通过充电盒电池为耳机电池充电）并不像通过墙壁插座充电那么简单，因为两个电池之间的电压差不会很大。必须有内部电路来增强充电盒和耳机之间的电压差，以实现完全充电。这种情况下，大多数工程师会考虑谨慎升压。虽然谨慎升压确实有效，但它通常会通过在电源架构中增加额外升压和电感器组件来增加解决方案尺寸和低效率。
据王世斌介绍：“BQ25619具有业界最低的截止电流，20 mA的超低截止电流可将电池容量和运行时间提高7%。同时，为了满足类似TWS耳机的充电模式，BQ25619还集成了升压转换器和电压保护，可支持空间受限应用的高效设计。”
除此之外，BQ25619还具有同类最佳的静态电流。据悉，BQ25619可在运输节电模式下将电池泄漏降至6 uA，从而节省电池能量，使器件的使用寿命延长一倍。
工业设备同样需要低静态电流
除了便携式电子产品需要低静态电流的电源管理芯片，工业设备也同样离不开它。对此，TI推出了TPS62840和TPS3840。
王世斌介绍：“TPS62840可帮助工程师在诸多由电池供电且持续运行的工业和个人电子产品应用中克服关键设计挑战，这些应用包括窄带物联网、电网基础设施设备和可穿戴设备，它们都需要更高的灵活性和精度，拓宽无线范围，并减少电磁干扰（EMI）。”
TPS3840则可适用于电网基础设施、楼宇自动化、电子销售终端（EPOS）等诸多领域。针对于工业领域，TPS3840适用于保护继电器模块且具有诊断功能的非隔离式电源架构。
由此来看，具有低静态电流的电源管理芯片已经可以在各种电子产品中得以应用。
*免责声明：本文由作者原创。文章内容系作者个人观点，半导体行业观察转载仅为了传达一种不同的观点，不代表半导体行业观察对该观点赞同或支持，如果有任何异议，欢迎联系半导体行业观察。
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