德州仪器可延长电池寿命的IQ电源解决方案设计

随着物联网的不断发展，越来越多的电子设备趋于小型化、智能化设计，人们对电子设备的电池也有了更高的要求，希望设备能长时间待机，或者在减少充电次数的情况下能使用更长的时间。而几乎所有的IoT设备都依赖于电池，如智能手表、医疗贴片以及电表等，这就需要电池能够在各种条件下可靠、长时间工作，怎样才能延长电池寿命呢？答案是更低的静态电流（以下简称IQ）。

为什么需要低IQ？

通俗来讲，IQ是器件在不工作的情况下的电流，是影响系统待机功耗的最大因素。很多IoT设备都是在静态的、不工作的、监控状况下，功耗都是花在IQ上面，如果将IQ做的更小，降低充电次数，才可以延长电池寿命。低IQ在延长电池寿命与储存时间、实现更多功能、延长系统使用寿命，以及降低系统成本方面发挥着关键作用。

德州仪器电池管理系统产品线经理 王世斌

TI一直致力于电源产品的开发，在业界处于较为领先的地位，在延长电池寿命方面也一直潜心研发，此次带来四款自耗电比较低的产品，帮助用户改善电池使用难题，提升用户体验。

IQ只有25nA的LDO

这款全新的LDOTPS7A02，具有超低静态电流，静态电流只有25nA，相较于上一代产品耗能降低了大概40倍，同时对瞬态负载响应非常快，对于1至50mA的负载瞬态，能够在5us以内响应，仅为对手产品响应时间的一半。此外，封装也比以前小了70%，这些特性有助于延长系统寿命及性能，非常适用于电网基础设施、楼宇自动化、医疗及便携式电子设备等功耗敏感型应用。

王世斌举例称，一般电表里面都有一次性的电池，它的体积比较小，而且化学比较稳定，由于功耗太高，需要经常更换电池，有了这款静态电流LDO，就可以达到电池的自耗电比LDO更高的状况，基本上在电池寿命周期里都不需要更换电池，大大节省了人力。

超低功率开关稳压器

由于电池动态、静态工作时间长短不同，当静态时间大于动态时，可以使用LDO，而在一些需要电池持续运行的应用中，则需要这款新型DC/DC转换器TPS62840。

这款超低功率开关稳压器，其工作静态电流仅为60nA，王世斌称，这个静态电流值是非常难达到的，需要在开关键里不断更新更新上管和下管，所以静态电流会比LDO高，但是相较于上一代产品降低了6倍，仅为业界类似器件的三分之一。较低的静态电流消耗可为负载极轻以及主要在待机、出厂模式下工作的系统提供更长的电池寿命。TPS62840的低IQ可以在1-µA的负载下实现80%的效率，比业界同类器件高出30%。

为改善噪声性能并减少信号失真，在设计该芯片时，做了两种可选模式和停止功能。此外，新型DC/DC转换器的输入电压（VIN）范围较宽，为1.8 V至6.5 V，能够支持各种化学电池和配置。工程师可以利用新型开关稳压器将其电池数量减少一半，或者在其设计中使用更小的电池。

得益于这些特性及其可选择的功能，TPS62840非常适用于由电池供电且持续运行的工业和个人电子产品应用中，如窄带物联网、电网基础设施设备和可穿戴设备等，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）。

适用于纳米级供电设计的监控器IC

TI为延长电池使用寿命还推出了监控器解决方案。TPS3840是适用于纳米级供电设计的一系列高输入电压、高效监控器。

王世斌称，监控器99.99%的时间都是在睡眠状态，只需要非常低的自耗电，但是因为在监控过程中，内置的比较器会对过电和低压做一个保护，会对系统做复位，自耗电系统又是必须的，因此自耗电只能越低越好。

TPS3840拥有350nA静态电流，在大部分场景中，耗电非常低，帮助工程师在自供电系统中更大限度地降低功耗，同时可以提供高精度的电压监控，大大提高整体系统可靠性。此外，TPS3840具备宽输入范围，可在多种应用中实现高电压轨或多电池供电操作，可用作比较器或菊花链式通用供电监控器，或作为定序器。

得益于以上的特性，TPS3840非常适用于要求纳米级功耗与高精确度的最佳组合的应用，如电网基础设施、楼宇自动化、电子销售终端（EPOS）及便携式电子设备等。

新型电池充电器让你的电池充满电

在电池的设计中，都希望可以在同样的待机时间中，把电池做得更小，为避免电池出现充不饱和的现象，需要匹配更低的截至电流，TI推出了一款支持20mA截止电流的新型开关电池充电器ICBQ25619。

相比于支持高于60mA截止电流的产品相比，TI的BQ25619可增加7%的电池容量，实现更长的运行时间。BQ25619充电器还提供三合一升压转换器集成和超快速充电，在4.6V和0.5A输出时提供95%的效率。此外，凭借业界更低的静态电流，新型充电器可将即用型电子产品的使用寿命延长一倍。

BQ25619充电器可帮助工程师更有效地设计小型医疗和个人电子应用，如助听器、耳塞和无线充电盒、IP网络摄像头、患者监护器件和个人护理应用。

王世斌称，除了开关电源的充电器，TI也有相对应的线性充电器产品DQ25150，主要应用在小型电池如耳机中的电池中，整合了LDO和ADC做数据采样，拥有超低IddQ，可在运输模式（ship mode）及系统供电时延长电池寿命，具备业界领先的快速和冷却充电性能。