不要为了延长电池寿命而打折静态电流

随着我们的智能互联设备不断缩小，电池寿命正处于关键时刻，但仍有望提供比以往更多的功能和性能。要有效延长未来器件的电池寿命，需要掌握低静态电流。

测量体温、输送胰岛素和监测心率的医疗贴片必须长时间可靠地运行。然而，这些补丁在使用前经常在储藏室中放置很长时间。同样，智能手表、耳塞和视频游戏控制器必须在两次充电之间长时间执行，以获得更好的用户体验。此外，电表、燃气探测器和楼宇自动化系统等设备，以及成群的现场传感器，必须具有可靠的现场正常运行时间，因为必须频繁充电或维护它们是不切实际的。几乎所有的物联网 （IoT） 设备都依赖于电池，这些电池必须在各种条件下长时间可靠地运行。

系统设计人员根据中央控制单元（如微控制器（MCU））的有源、睡眠和休眠电流计算电池寿命。相关的传感器和无线电也将与MCU协同工作。当然，电源也是必不可少的，为系统的所有功能块提供能量。电源通常由稳压器组成，例如升压或降压的开关稳压器，或低压差（LDO）稳压器。有些还具有涉及多种电源架构的电源管理IC（PMIC），甚至可能涉及电池充电器。

虽然有功电流消耗是延长电池寿命的重要因素，但运行时间最终受每种电源模式下所花费时间的影响。每个组件的待机电流变得至关重要，因为睡眠和休眠功能需要更长的时间。在这种情况下，电源的静态电流是系统待机功耗的最大贡献者。例如，考虑一个由40 mAh，1.55V氧化银纽扣电池供电的系统，保质期为一年。假设消耗的电流约为4 μA，将电流降低一微安可以将可穿戴设备的保质期延长约三个月。

不要低估你的我的影响Q

当电源处于待机模式时，功耗由静态电流（IQ），这是指电路的安静状态，当它不驱动任何负载并且其输入不循环时。虽然名义上，但IQ在轻负载运行期间，还会对系统的功率传输效率产生重大影响。

有时，静态电流与关断电流混淆。在静态电流下，系统处于空闲状态，但随时准备唤醒以采取行动，这通常是用户喜欢其设备的方式。另一方面，关断电流是指处于睡眠状态的设备。设计人员使用静态电流来评估轻负载时电源的功耗。当设备断电但电池连接到稳压器时，它们使用关断电流来计算电池寿命。

要延长设备的电池寿命，请始终使用低功耗 MCU、传感器、无线电和高效电源等组件进行设计。一些设计人员会选择升压转换器，以便在电池电压降至低电平时延长电池寿命。但是，除非选择正确的转换器，否则此方法可能会导致更高的IQ，这会更快地耗尽电池电量。

最终产品的外形尺寸是另一个重要的考虑因素。消费者——因此，设计师——被驱使着变得更小、更轻。挑战在于，设备的电池通常是设备电路板上最大、最重的组件。当然，更小的电池意味着更少的容量-这与对更长电池寿命的需求相矛盾。因此，挑战在于通过高效的电源管理技术来平衡容量和大小。

提高系统的电源效率是延长电池寿命的一种常用方法。系统内的MCU、传感器、模拟前端（AFE）和其他负载电路必须由与电池不同的电压驱动。因此，这些电路中的每一个都需要自己的专用DC-DC转换器，这种设置伴随着每个转换器的效率损失。这些电路还需要支持器件，例如支持微控制器的监控IC。

对于整体系统管理，电流检测放大器、温度传感器和比较器等“保护”器件可以帮助管理负载和电池电流。鉴于处于被动状态且活动时间不频繁的产品越来越受欢迎，电源的IQ,以及配套部件和保护装置，成为延长电池寿命的关键因素。

显然，密切关注功率调节器（如升压转换器）中的静态电流规格是有意义的。此电流越低，电池寿命就越长。特别是对于当今的超小型设计，需要的是能够提供较低静态电流和更小外形尺寸的电路。在这种情况下，即使是毫安的电流也不足以对电池寿命产生影响。当今的可穿戴、移动和物联网设计需要具有纳安级电流的电路。

审核编辑：郭婷