了解 3 个静态电流 (Iq) 规格

1.前言

静态电流 (I Q )的常见定义是集成电路 (IC) 在无负载和非开关但启用的情况下汲取的电流。一种更广泛、更有用的思考方式是，静态电流是 IC 在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（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（对于原电池，例如碱性或锂二氧化锰 (Li-MnO 2 )）。对于在待机或睡眠模式下花费大量时间的电池供电应用，IQ会影响电池的运行时间数年。例如，使用60nA TPS62840 等超低 I Q降压转换器为始终在线的应用（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。

图 1：智能电表

I Q还会影响我们每天与之交互的应用程序的电池运行时间。也许你买了一块智能手表，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房子的实体钥匙，以防您的智能锁中的电池（如图 2 所示）没电了。这两种情况也与 I Q 相关。

图 2：智能锁应用

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。

2.关断电流

关断电流是在 IC 关闭或禁用时测量的。鉴于此，您可能认为非开关 I Q应该始终为零。实际上，某些 IC 在此状态下会出现漏电流，而其他 IC 实际上具有消耗少量电流的内部电路，即使在 IC 禁用时也能维持内务处理功能。

想想坐在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每个 IC 的关断电流规格有关，如图 3 所示。当最终产品放在商店货架上或仓库中更高的货架上时（温度可能升高，导致电池消耗更快），例如，大多数 DC/DC 转换器都处于关闭状态。因此，即使 DC/DC 转换器被禁用，电池也在缓慢放电。

图 3： BQ21061 在运输模式下的电池放电电流

某些 IC 具有多种关断状态，例如 TI BQ25120 电池充电器的 2-nA 运输模式或 TPS61094 升压转换器的 4-nA 旁路模式。在这些高级关断状态下，通常设备功能的一个非常有限的子集保持活动状态，以获取最小数量的 I Q。相较于700-NA我Q在BQ25120的高阻抗（关断）模式和200-NA我Q在TPS61094的关机模式，休眠模式和旁路模式350个50倍，分别延长电池运行时间。

3.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 之间的全面比较，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与汲取的电池电流不同，许多IC从输入电压和输出电压中获取它们的 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 – 您不能将两个 I Q电流添加到获取总电池电流。例如，TPS61099升压转换器消耗400 nA的我Q从VIN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。

4.切换Iq

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，是真实的、测量的输入电流当 IC 没有提供任何负载电流时就会发生这种情况。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。

它是对空载时消耗的电池电流的最佳估计，出现在许多数据表中，例如TPS62840 的 60nA开关 I Q，如图 4 所示。

图 4：一个 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，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极低功耗状态，等待手机发送开锁密码。如果开关 I Q太高，电池的大部分能量会在等待时使用，而不是用于打开或关闭锁。

5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。