分解3个静态电流(Iq)规格 关断电流 非开关IQ 切换IQ

静态电流 (I Q ) 的常见定义是集成电路 (IC) 在空载和非开关但启用条件下消耗的电流。一种更广泛和更有用的思考方式是，静态电流是 IC 在其任意数量的超低功耗状态下消耗的输入电流。

对于电池供电的应用，此输入电流来自电池，因此它决定了电池在需要充电之前运行多长时间（对于可充电电池，例如锂离子 (Li-Ion) 或镍金属氢化物 (Ni-MH )) 或更换（用于原电池，例如碱性电池或二氧化锰锂 (Li-MnO 2 )）。对于大量时间处于待机或睡眠模式的电池供电应用，IQ会影响电池的运行时间长达数年。例如，使用 60nA TPS62840 之类的超低 I Q降压转换器为永远在线的应用程序（例如图 1 所示的智能电表）供电，可实现 10 年的电池运行时间。

IQ还会影响我们每天与之交互的应用程序的电池运行时间。也许您购买了智能手表，却发现需要充电一个小时才能使用。或者，您可能总是随身携带一把物理钥匙，以防您的智能锁中的电池（如智能锁）没电了。这两种情况也与 I Q有关。

在本文中，我将解释与 I Q相关的三个最常用的 DC/DC 转换器数据表规范——关断电流、非开关 I Q和开关 I Q——以及这些规范如何影响系统功耗。

关断电流

关断电流是在 IC 关闭或禁用时测量的。鉴于此，您可能会认为非开关 I Q应该始终为零。实际上，一些 IC 在这种状态下会出现泄漏电流，而另一些 IC 的内部电路实际上会消耗少量电流以维持内务处理功能，即使在 IC 被禁用时也是如此。

想想坐在商店货架上的消费电子产品。您的智能手表可能无法开箱即用的原因与其 IC 的每个关断电流规格有关，如图 3 所示。当最终产品放在商店货架上或仓库中较高的货架上时（温度可能升高，导致电池消耗更快），例如，大多数 DC/DC 转换器处于关闭状态。因此，即使 DC/DC 转换器被禁用，电池也在缓慢放电。

图 3： BQ21061 在船模式下的电池放电电流

某些 IC 具有多种关断状态，例如 TI BQ25120A 电池充电器的 2nA 运输模式或 TPS61094 升压转换器的 4nA 旁路模式。在这些高级关断状态下，通常只有非常有限的器件功能子集保持活动状态，以获取最少量的 I Q。与BQ25120A 的高阻抗（关断）模式下的 700nA I Q和 TPS61094 关断模式下的 200nA I Q相比，运输模式和旁路模式将电池的保质期或运行时间延长了 350 倍和 50 倍，分别。

非开关 I Q

非开关 I Q是当 IC 启用时，在开关脉冲之间，并且没有负载。该参数可在大多数开关 DC/DC 转换器数据表中找到，因为它可以在生产自动化测试设备上轻松测试。

虽然非开关 I Q提供了不同 IC 之间的苹果对苹果的比较，但有两个缺点使其无法成为电池运行时间的最佳估计：非开关 I Q与消耗的电池电流不同，而且许多IC从输入电压和输出电压中提取I Q。然而，由于输出电压及其 I Q最终来自输入端的电池，因此需要额外的转换或测量才能从输入源获得等效的 I Q - 您不能只将两个 I Q电流相加到得到总的电池电流。例如，TPS61099 升压转换器消耗来自 V的 400nA I QIN和来自 V OUT的 600nA I Q，但空载输入电流消耗约为 1.3 µA 而不是 1 µA。

切换 I Q

开关 I Q有许多不同的名称：工作 I Q、待机电流、睡眠模式电流、空载输入电流、低压差线性稳压器 (LDO) 的接地电流等，是实际测量的输入电流当 IC 在没有提供任何负载电流的情况下运行时会发生这种情况。由于它是在现实条件下而不是在生产线上测量的，因此 IC 偶尔会切换以克服损耗并补充输出端的泄漏。

它是空载时电池电流的最佳估计值，出现在许多数据表中，例如 TPS62840 的 60nA 开关 I Q，如图 4 所示。

图 4：60nA I Q DC/DC 转换器

对于大部分时间处于极低功耗状态的应用而言，使用低 I Q DC/DC 转换器对于实现所需的电池运行时间至关重要。例如，智能锁大部分时间都处于非常低功耗的状态，等待手机发送密码来开锁。如果开关 I Q太高，则电池的大部分能量都在等待时使用，而不是用于打开或关闭锁。

结论

本文简要介绍了数据表中通常如何指定I Q以及它如何影响电池运行时间。有关 I Q的更多详细技术信息，请参阅白皮书“克服低功耗应用中的低 I Q挑战”阅读我的模拟设计期刊文章“ I Q：它是什么，不是什么，以及如何使用它，”或者通过观看我们的低智商培训系列来更深入地研究这个主题。