NESY036B September   2021  – April 2023 BQ25125 , LM5123-Q1 , LMR43610 , LMR43610-Q1 , LMR43620 , LMR43620-Q1 , TPS22916 , TPS3840 , TPS62840 , TPS63900 , TPS7A02

 

  1.   1
  2.   概覽
  3.   摘要
  4.   影響 IQ 的因素
  5.   低 IQ 為何產生新挑戰
    1.     瞬態回應
    2.     漣波
    3.     雜訊
    4.     晶粒尺寸與解決方案面積
    5.     洩漏與低於閾值的操作
  6.   如何打破低 IQ 障礙
    1.     解決瞬態回應問題
    2.     解決切換雜訊問題
    3.     解決其他雜訊問題
    4.     解決晶粒尺寸與解決方案面積問題
    5.     解決洩漏與低於閾值的操作問題
  7.   電氣特性
    1.     18
    2.     避免低 IQ 設計中的潛在系統陷阱
    3.     實現低 IQ 但不犧牲靈活性
    4.     減少外部零組件數以降低汽車應用中的 IQ
    5.     智慧使用或在智慧使用支援低 IQ 的啟用功能,或啟用在系統層級支援低 IQ 的功能
  8.   結論
  9.   低 IQ的重要產品類別

影響 IQ 的因素

IQ 是在啟用積體電路 (IC) 但未切換也不支援外部負載電流時,所使用的電流量。關機電流 (ISHDN) 是裝置停用時從電源消耗的電流。

電源穩壓器等常開功能的 IQ 因待機時間長而會影響系統整體 I Q。在電源穩壓器內部,電壓參考、誤差放大器、輸出電壓分壓器及保護電路都有自己的操作電流。

為決定從電池或電源供應器消耗的總 IQ,您必須考慮電容器、電阻器與電感器的常開功能和洩漏源。

針對切換轉換器的 IQ,必須加以區別。切換轉換器通常包含可提供較長免切換時間的省電模式,因此可減少平均 IQ。但由於 IQ 並不包含切換電流或從電壓輸出 (VOUT) 消耗電流的效率元件,例如 圖 4 中的升壓轉換器範例,因此可使用 方程式 1,針對幾乎任何穩壓器,如下計算參考輸入無負載操作電流的超集合:

方程式 1. I I s t a n d b y = I Q V I N + I L e a k a g e V I N + V O U T V I N   ×   η 1   ×   [ I Q V O U T + I F B + I L O A D ]

電流與電壓如 圖 4 說明,其中:

  • IQ (VIN) 為參考 VIN IQ (IC 產品規格書值)。
  • ILeakage(VIN) 為 VIN 接腳從電容器、電感器或切換器所消耗的洩漏。
  • VOUT 為輸出電壓。
  • VIN 是電池電壓 (到 LDO、升壓或降壓升壓轉換器的輸入電壓)。
  • ƞ1 是轉換器切換時的 DC/DC 效率。
  • IQ (VOUT) 是在切換轉換器 VOUT 接腳的 IQ 消耗。LDO 的 IQ (VOUT) = 0。
  • IFB 是反饋電阻分壓器的電流 (若適用)。
  • ILoad 是在待機模式下 VOUT 可能出現的負載電流。
GUID-20210902-SS0I-CHPQ-QXV0-PCBMX5SBS3WN-low.gif圖 4 升壓轉換器系統中的電流。

若您知道電池容量並已算出參考輸入待機電流,方程式 2 可如以下估計待機模式時間 >99.9% 的高工作循環低功耗系統之電池續航力:

方程式 2. B a t t e r y   L i f e t i 公尺 e = B a t t e r y   C a p a c i t y I I s t a n d b y + I B a t t e r y   l e a k a g e  

舉例來說,待機電流 1.2 µA 的工作循環系統可以 100-mAh 鈕釦型單芯電池運作 8.7 年。