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

IQ 的影响因素

IQ 是当集成电路 (IC) 启用但不切换也不支持外部负载电流时所使用的电流量。关断电流 (ISHDN) 是当器件禁用时从电源汲取的电流。

电源稳压器等常开功能的 IQ 是待机时间较长的系统中总 IQ 的重要组成部分。在电源稳压器内部,电压基准、误差放大器、输出分压器和保护电路都具有各自的工作电流。

要确定从电池或电源汲取的总 IQ 大小,必须考虑常开功能以及电容器、电阻器和电感器的泄漏源。

对于开关转换器的 IQ,必须做出一些区分。开关转换器通常包含节电模式,该模式可实现更长的非开关周期,从而降低平均 IQ。不过,由于 IQ 不包含开关电流或从电压输出 (VOUT) 汲取的有效电流(如图 4 中的升压转换器示例所示),因此可以使用方程式 1 来计算几乎所有稳压器以输入为基准的空载工作电流的超集,如下所示:

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 ]

图 4 对电流和电压进行了说明,其中:

  • IQ (VIN) 是以 VIN 为基准的 IQ(IC 数据表值)。
  • ILeakage (VIN) 是从电容器、电感器、二极管或开关在VIN 引脚上汲取的泄漏电压。
  • VOUT 是输出电压。
  • VIN 是电池电压(LDO、升压转换器或降压-升压转换器的输入电压)。
  • ƞ1 是转换器切换时的直流/直流效率。
  • IQ (VOUT) 是在开关转换器的 VOUT 引脚上汲取的 IQ。对于 LDO,IQ (VOUT) = 0。
  • IFB 是反馈电阻分压器的电流(如适用)。
  • ILoad 是待机模式下 VOUT 上可能存在的负载电流。
GUID-20210902-SS0I-CHPQ-QXV0-PCBMX5SBS3WN-low.gif 图 4 升压转换器系统中的电流。

如果已知电池容量并计算了输入基准待机电流,则在待机模式下,重占空比低功耗系统的电池寿命大于99.9%的方程式 2估计时间为:

方程式 2. B a t t e r y   L i f e t i m 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  

例如,待机电流为 1.2µA 的占空比系统的电池在 100mAh 纽扣电池上可以使用 8.7 年。