深度對話：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)間峽谷間進行馬拉松訓練。他喜歡頭戴無線耳機，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)備讓他更加享受長達 30 公里的跑步旅程。

但他面臨著一項挑戰(zhàn)，即手表和耳機的電池續(xù)航必須長達三個小時。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的高級技術(shù)人員，也是我們“Tech Ladder”計劃的杰出技術(shù)研究員，他對如何利用低靜態(tài)電流和電源管理技術(shù)解決問題作出了解答。

問：什么是低靜態(tài)電流？

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

我將其比作新款汽車的自動啟停功能。當您遇到停止信號時，汽車會自動切斷電機連接，并過渡到低靜態(tài)狀態(tài)以節(jié)約能源。當您需要再次啟動時，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，我們會增大電流。在不需要使用集成電路時，我們會減小電流。

問：對低靜態(tài)電流電路的需求源于何處？

Keith：對低靜態(tài)電流芯片的需求源自于電池供電的應用，比如煙霧探測器、運行狀況監(jiān)視器、智能手表和水表。例如，煙霧探測器是一種至關(guān)重要的應用，它需要連接備用電池，以防房屋斷電。

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

如今，即便是不連接電池的應用也需要低靜態(tài)電流技術(shù)，因為電路設(shè)計人員力求在更小面積的電路板上實現(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) 將成為推動未來需求的一大持久動力。通過改進生產(chǎn)流程、降低成本以及提升性能，我們可以滿足客戶對更大功率密度和更強大功能的需求。

問：低靜態(tài)電流還可用于其他哪些應用？

Keith：設(shè)計人員正在將低靜態(tài)電流半導體器件應用于電路設(shè)計中，從而在更小的電路空間內(nèi)安裝更多電子元件并實現(xiàn)更多功能。例如，在汽車市場中，通過 LMR43610-Q1 和 LMR43620-Q1 降壓轉(zhuǎn)換器等芯片，工程師可以實現(xiàn)低靜態(tài)電流，在信息娛樂系統(tǒng)等需要待機模式功耗和緊湊型解決方案的應用中延長電池運行時間。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：樓宇自動化是一個發(fā)展十分迅速的低靜態(tài)電流終端設(shè)備市場。如今，由電池供電的能量收集系統(tǒng)有99%的時間處于待機模式。通過感應周圍環(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環(huán)境貢獻自己的一份力量。正因如此，我才希望能夠努力使互聯(lián)設(shè)備更加高效。