静态电流和关断电流之间的差异

对电池供电应用来说，出色的用户体验有赖于较长的电池寿命和高性能的终端设备。静态电流 (IQ) 是优化这类应用时的重要考量参数，因为低 IQ 即意味着长电池寿命。

本文将介绍升压变换器中静态电流 (IQ) 与关断电流 (ISD) 的区别，并深入探讨如何在电池供电应用中发挥这二者的作用。

电池类型

大多数电池供电应用的电池输出都相对较低，例如单节 AA 电池只有 1.5V 的输出电压 (VOUT)；但与此同时，后端 IC 或附属电路又需要较高的输入电压 (VIN)。为了给 IC 或附属电路提供足够高的 VIN，这些应用通常采用升压变换器（即 Boost 或 Step-up 变换器 ）来提升电池的输出电压。

图 1 显示了几种不同的电池类型，例如圆柱电池、纽扣电池和手机/平板电脑电池。

图1: 电池类型

表 1 显示了常见的电池类型及其典型输出电压。

表 1：电池类型及其典型 VOUT

类型/规格	圆柱电池				纽扣电池			手机/平板电脑电池
镍氢	锂铁	锂离子	镍镉	铬	SR	LR	锂离子
输出电压（VOUT）	1.2V	1.5V	3.7V	1.2V	3V	1.55V	1.5V	3.7V
尺寸	A, AA, AAA, AAAA, C, D, N 和 F				不定

 

通常我们根据应用需求来选择电池。但请注意，上述电池中最大 VOUT 为 3.7V，这对许多应用来说可能都是不够的，这也是升压变换器存在的重要性。

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关断电流 (ISD)

当 IC 关闭而电池仍连接到系统时，IC 从电池中汲取的电流就称为 ISD。假设 MP28600 MP28600 的启用信号设置为 0V，将它连接到 VIN 等于 3.3V 的电池上，此时从输入端测得的电流即为 ISD（见图 2）。

图2: 测量 ISD

人们可能很难理解，为什么 IC 关闭了还会消耗电流？ 这是因为某些内部电路（例如启动回路）仍然会向地 (GND) 泄漏少量功率，而这种泄漏会消耗电池电流（见图 3）。

图3: IC 电路中的 ISD

例如在实际生活中， 当您从商店购买了一个电池充电的电子设备，而这个设备已经在货架上放置了相当长的一段时间。那么，一开始您可能根本无法打开它，直到它充满电才能用。这是因为即使没开机，设备 IC 也持续从电池消耗一定量的电流。另外，如果电池过放，而且没有保护功能，则可能会损坏电池，满电容量也会降低。

静态电流 (IQ)

IQ 是 IC 在启用（但不切换）或空载时消耗的电流。该电流也可称为工作静态电流、待机电流和睡眠模式电流。

例如，我们将 MP28600 MP28600 的使能信号设置为 5V。并将 IC 连接到电池，VIN 为 3.3V。从 MP28600 MP28600 的输入电压引脚即可测得 IQ（见图 4）。

图4: 测量 IQ

类似的，人们又会疑惑为什么会有 ISD。这是因为，即使没有负载，并且 IC 大部分时间没有切换，但一些内部电路仍需要少量电流以继续运行并维持设备的基本功能。图 5 显示了一个消耗电流的控制回路。

图5: IC 电路中的 IQ

IQ 对于一些在睡眠状态下仍需运行的应用非常重要。我们以一个安全传感器为例进行说明（见图 6）。安全传感器在 99% 的时间中都不会检测到触发警报的物体或危险情况，但它不能关闭。在这种情况下，传感器可以在睡眠模式下运行，并在必要时唤醒。在睡眠模式下，IC 仅消耗少量的电池电量，这个电流就是工作 IQ。IQ 越小，电池寿命越长。

图6: 安全传感器功能框图

结语

随着物联网 (IoT) 设备、便携式应用、医疗仪器和工业传感器的不断进步，电子设备变得更加智能和多样化，低功耗和小尺寸的重要性也愈加凸显。本文以升压变换器 MP28600 MP28600 为例介绍了静态电流和关断电流之间的差异，设计人员可对其进行优化以适应电池供电应用。

        审核编辑：彭菁