用Nanopower實現超低靜態(tài)電流延長電池壽命

電子發(fā)燒友網報道（文/李寧遠）和電源相關的芯片，每次有新產品發(fā)布的時候，總有一個參數非常吸引人注意，那就是靜態(tài)電流。這一參數可以說是電源相關芯片的核心參數，盡可能降低靜態(tài)電流值是每一個廠商，每一個器件都在盡力實現的。

更低的靜態(tài)電流有什么意義？

靜態(tài)電流這一參數我們經常能在產品介紹書上看到，那靜態(tài)電流到底代表了什么含義呢？靜態(tài)電流通?？梢哉J為是集成電路IC在空載和非開關但啟用狀態(tài)下消耗的電流，用更簡單一點的解釋就是負載電流之外部分的電流和電源芯片自身消耗的電流。如果更廣義地來理解靜態(tài)電流可以將其看作IC 在任何超低功耗狀態(tài)下消耗的輸入電流。

現在很多電子產品都是靜態(tài)的監(jiān)控狀態(tài)，從物聯網IoT設備到可穿戴設備，從健康狀態(tài)監(jiān)控器到現場傳感器，這些設備對IC性能要求越來越高，要求實現更長的運行時間、更低的散熱和更小巧的外形。靜態(tài)電流的降低可以幫助IC大幅降低功耗，從而延長電池供電型設備的使用壽命。

關斷電流時常拿來和靜態(tài)電流一起提到的參數，關斷電流是在IC關閉時測出的，這個值并不為0，因為一些IC會在這種狀態(tài)下出現泄漏電流，有些IC因為內部電路的存在消耗少量電流維持IC內的內務處理。設計人員通常使用靜態(tài)電流來測量輕負載下電源的功率耗損，并用關斷電流來計算電池壽命。

典型的電池供電型應用大部分時間都處于空閑狀態(tài)，等待處理某些事件，其中的間隔可能是幾分鐘也可能是幾個小時。系統(tǒng)在執(zhí)行相應事件的操作后會回到睡眠狀態(tài)，繼續(xù)等待下一個事件。由于在工作和空閑狀態(tài)下消耗的電流很少，所以系統(tǒng)采用更小的電池，也能保持更長時間的正常運行。對于大部分時間都保持超低功耗狀態(tài)的電池供電型應用來說，使用低靜態(tài)電流的器件是至關重要的，靜態(tài)電流是占空比系統(tǒng)中的主要功耗因素，開關靜態(tài)電流過高，則大部分的電池電量都將消耗在等待中，降低靜態(tài)電流有助于發(fā)揮系統(tǒng)優(yōu)勢。

Nanopower：盡可能延長電池壽命

談及Nanopower技術，說它可以實現將靜態(tài)電流降到1μA以下有點過于籠統(tǒng)了，Nanopower能夠使電源芯片能夠發(fā)揮出色性能，實現更低散熱和更長的工作壽命，通過 nanopower 技術間運行時間延長是模擬IC不斷創(chuàng)新的方式之一。

實現Nanopower的一種方法是消除反饋部分或電阻分壓器的損耗。這種方案里設計了一個稱為電阻器選擇的新接口用于設置輸出電壓等值，具體辦法是在該接口處通過電阻運行電流以確定其值并在芯片中設置該值，此環(huán)節(jié)僅于設計過程中在星形螺母處完成，并且在部件關閉之前不會再次消耗電流。這種辦法可以測量設置多達33種不同的電阻值。為了靈活性，供應商會提供電阻反饋字符串以允許設計人員自定義輸出。
靜態(tài)電流做到極低，就相當于加倍了待機時長，更加省電。這樣，充電的次數也可以降到最少，甚至能夠達到不用更換電池的程度，盡可能延長電池壽命。

發(fā)揮Nanopower優(yōu)勢

以物聯網設備為例，這些傳感器設備通常由電池或可再生電源供電，器件的載荷一般很穩(wěn)定且處于較低的水平，但在測量和傳輸數據時，電路會產生峰值功耗。NanoPower技術可以優(yōu)化這些應用的輕負載和峰值功耗要求。消費電子是集成Nanopower技術的主要應用領域，許多Nanopower器件僅耗費很少的電能，集成在系統(tǒng)中都可以將這些器件視為無能耗器件。

工業(yè)應用里線路供電型設備較多，Nanopower技術同樣適用。應用NanoPower器件的線路供電型設備能夠減少散熱需求，尤其是對于本身空間有限，且沒有強制冷卻措施的系統(tǒng)，還能夠降低待機功率和整體系統(tǒng)功耗，從而減少碳排放。

除此之外，電源系統(tǒng)中一個常見的能量損失和二極管上的電壓降相關，特別是在使用多個電源時。這種情況下，Nanopower DCDC升壓轉換器可以代替二極管，Nanopower轉換器中的關斷功能可以消除二極管上的電壓降，同時仍然執(zhí)行防止電流流動的基本二極管功能。

小結

不論是電池供電型設備還是線路供電型設備，更低的靜態(tài)電流才能使系統(tǒng)能夠發(fā)揮更好的性能，實現更低散熱并明顯延長工作壽命。