h1_key

  電池壽命對于消費(fèi)電子產(chǎn)品尤其關(guān)鍵，這類電池一般功率較小，電池輸出電壓也比較低，例如1.5V(單節(jié)AA電池)。電池后端電路模塊或者芯片一般都需要高于電池輸出的電壓作為工作電壓，為了實(shí)現(xiàn)從低電壓(電池輸出)到高電壓(后級電路/芯片輸入)的轉(zhuǎn)換，升壓芯片通常會被采用。

  圖片1展示了常見的一些電池類型，包括圓柱型電池，紐扣電池和手機(jī)/平板電池(非標(biāo))。

圖1: 常見電池類型

  表1展示了對應(yīng)電池類型的典型輸出電壓。

  表1: 常見電池類型和典型輸出電壓

電池類型的選擇取決于不同的電壓要求和形狀尺寸，我們可以看到這幾類電池最高的輸出電壓僅僅為3.7V，這對于很多應(yīng)用是不夠的，因此升壓芯片就顯得至關(guān)重要了。

  升壓轉(zhuǎn)換器

MPS提供豐富的同步升壓轉(zhuǎn)換器可以應(yīng)用于各種不同類型的電池應(yīng)用場景。這篇文章將用MP28600, 一顆超低靜態(tài)電流(600nA)同步升壓轉(zhuǎn)換器(SOT563 1.6mmx1.6mm封裝)作為例子，來闡述靜態(tài)電流和關(guān)斷電流之間的區(qū)別以及如何影響實(shí)際應(yīng)用。

  關(guān)斷電流(ISD)

  關(guān)斷電流是芯片從電池抽取的電流，這種電流流動發(fā)生于當(dāng)芯片處于關(guān)斷狀態(tài)但仍然和電池保持連接的情況下。如下圖，當(dāng)芯片使能為低(0V)，電池輸出電壓為3V， 芯片輸入端測得的電流即為關(guān)斷電流。

圖2: 測量關(guān)斷電流

  也許你會感到奇怪，為什么芯片關(guān)掉了之后仍然會從電池端抽取并消耗電流呢? 這是因?yàn)樾酒承﹥?nèi)部電路例如連接輸入端的啟動回路會出現(xiàn)漏電至接地端，這部分漏電會繼續(xù)消耗來自電池的電流。

圖3: 芯片內(nèi)部功能模塊-關(guān)斷電流

以現(xiàn)實(shí)生活實(shí)際應(yīng)用為例，如果我們從網(wǎng)上或者商城買的電子產(chǎn)品，在商家?guī)熘写娣艜r間過長，那么消費(fèi)者拿到手中之后可能會無法開機(jī)，這是因?yàn)楫?dāng)產(chǎn)品關(guān)機(jī)的時候，內(nèi)部芯片實(shí)際上會繼續(xù)從電池抽取或者消耗一部分電流，如果電池出現(xiàn)過度放電，會導(dǎo)致電池電極材料溶解，在沒有保護(hù)的情況下，電池會發(fā)生不可逆的損壞導(dǎo)致產(chǎn)品可能再也無法成功開機(jī)。

  靜態(tài)電流 (IQ)

  靜態(tài)電流是芯片從電池抽取消耗的電流，在芯片使能但沒有進(jìn)入開關(guān)狀態(tài)或者空載的情況下。靜態(tài)電流有時候又稱為工作靜態(tài)電流，待機(jī)電流，睡眠模式電流等等。

  如下圖(圖4),當(dāng)芯片(MP28600)使能為高(5V)，芯片和電池保持連接，當(dāng)芯片處于非開關(guān)狀態(tài)或者空載的情況下，從輸入端測得的電流即為靜態(tài)電流。

圖4: 測量靜態(tài)電流

  芯片在上述狀態(tài)下，內(nèi)部部分功能電路會一直處于工作狀態(tài)來維持一些最基本的內(nèi)務(wù)功能，這個內(nèi)務(wù)便會持續(xù)消耗來自電池端的電流，例如圖5所示的控制回路。

圖5: 芯片內(nèi)部功能模塊-靜態(tài)電流

  舉個例子，下圖(圖6)是一個安防報警系統(tǒng)，這個系統(tǒng)的目的是檢測物體或者災(zāi)害，當(dāng)災(zāi)害發(fā)生的時候系統(tǒng)會報警，但是絕大部分的時間災(zāi)害都不會發(fā)生，因此這個系統(tǒng)99%的時間都會處于待機(jī)狀態(tài)，不能關(guān)機(jī)，一旦情況發(fā)生，報警系統(tǒng)會立即從待機(jī)模式醒來并且通過蜂鳴器報警。在待機(jī)狀態(tài)下，芯片內(nèi)部會需要電流維持基本電路功能，消耗的靜態(tài)電流越小，那么系統(tǒng)可以待機(jī)的時間就會越長。

圖6: 安防報警系統(tǒng)

  通過MP28600,一顆超低靜態(tài)電流規(guī)格的同步升壓轉(zhuǎn)換器，來描述了靜態(tài)電流和關(guān)斷電流之間的區(qū)別，通過降低這兩種電流，可以提升系統(tǒng)效率的同時并有效延長電池的使用壽命。隨著電子產(chǎn)品越來越智能和多樣化并伴隨著物聯(lián)網(wǎng)，5G，新能源，工業(yè)物聯(lián)的興起，更高效的電源管理變得至關(guān)重要。