ZHCY154B September   2021  – April 2023 BQ25125 , LM5123-Q1 , LMR43610 , LMR43610-Q1 , LMR43620 , LMR43620-Q1 , TPS22916 , TPS3840 , TPS62840 , TPS63900 , TPS7A02

 

  1.   1
  2.   概述
  3.   内容概览
  4.   IQ 的影响因素
  5.   为何低 IQ 会带来新的挑战
    1.     瞬态响应
    2.     纹波
    3.     噪声
    4.     芯片尺寸和解决方案面积
    5.     泄漏和亚阈值操作
  6.   如何打破低 IQ障碍
    1.     解决瞬态响应问题
    2.     解决开关噪声问题
    3.     解决其他噪声问题
    4.     解决芯片尺寸和解决方案面积问题
    5.     解决泄漏和亚阈值操作问题
  7.   电气特性
    1.     18
    2.     避免低 IQ 设计中潜在的系统缺陷
    3.     实现低 IQ,但不失去灵活性
    4.     减少外部元件数量,从而降低汽车应用中的 IQ
    5.     支持系统级低 IQ 的智能开启或启用功能
  8.   结语
  9.   低 IQ 的主要产品类别
如今,超低功耗电子产品的设计人员经常在更高的性能和更长的电池寿命之间进行权衡。尽管电池容量有所提高,但根本的挑战仍然存在:如何在更长的时间内实现更高的性能?

最小化静态电流 (IQ)是降低功耗和管理电池寿命的关键因素。物联网 (IoT) 传感器节点是最小化 IQ以延长电池寿命重要性的最好例子之一。例如,在图 1 所示的低功耗物联网应用中,SimpleLink™ MCU 通过 Bluetooth® 和/或 Wi-Fi® 连接来控制门锁。

由于这些类型的系统大多数 (>99%) 时间都处于待机模式(如图 2 所示),因此待机或睡眠模式下的 IQ 往往是电池寿命的限制因素。精心优化低 IQ 电源管理模块,可以将电池寿命从两年延长至五年以上。

待机 IQ 长期以来一直是一个问题,但以往的解决方案仅限于一组狭窄的低功耗系统。最近的突破性进展降低了直流/直流转换器、电源开关、低压降稳压器 (LDO) 和监控器等电源管理构块中的 IQ,将这些构建块的使用范围扩展到工业仪表应用、汽车传感器和个人可穿戴设备等终端设备。

GUID-20210902-SS0I-QPX0-12MN-QMCHPT5NFV9M-low.gif图 1 智能电子锁方框图。
GUID-20210902-SS0I-FZDM-KXC5-QFXRFDXQFM82-low.gif图 2 智能电子锁中的电流消耗与时间关系。
GUID-20210902-SS0I-NMTD-G62M-56RVPTMHKBMP-low.gif图 3 5V LDO IQ 随时间的变化。

图 3 所示,在过去的 10 年中,5V LDO 中的 IQ 每三年下降约 90%。电路改进和经优化的工艺技术都使得解决方案面积减小,瞬态噪声性能得到改善,同时 IQ降低。

Keith Kunz

Distinguished Member Technical Staff

Design Engineer & Technologist, Linear Power

Stefan Reithmaier

Distinguished Member Technical Staff

Analog Design Manager, Boost & Multi Channel/Phase DCDC