電源管理：談?wù)勳o態(tài)電流IQ的意義，如何從本質(zhì)上理解？

前一篇文章涉及到的話題讓我想談?wù)?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/1565106.html">靜態(tài)電流 IQ，這是我進入電源管理領(lǐng)域以后第一次接觸到就產(chǎn)生了錯誤聯(lián)想的詞，因為我對它的第一反應(yīng)是很多人都知道的智商即 Intelligence Quotient 的縮寫 IQ，而我的智商并不高，又沒有相關(guān)的基礎(chǔ)知識，是經(jīng)過一番學習以后才知道 IQ 在電源人的概念里是靜態(tài)電流的簡稱，其中的 I 代表的是電流即 Current，而 Q 則是 Quiescent 的首字母，與代表智商的 IQ 的來歷是不太一樣的。

舉個產(chǎn)品來做例子，RT9073 是一款靜態(tài)電流消耗只有 1μA 的低壓差線性穩(wěn)壓器，它的靜態(tài)電流消耗在規(guī)格書中是這樣來表達的：

我很抱歉這個表格有這么多行，而我想展示的數(shù)據(jù)僅僅出現(xiàn)在最后的一行，這都是為了把第一行的內(nèi)容一起展示出來才不得已而為之的，但由于多出來的那些行所表達的主要是對線性穩(wěn)壓器來說也很重要的參數(shù) Dropout Voltage 即輸入、輸出間的最小壓差，所以對有需要的讀者來說還是有意義的。

VCC Consumption Current 這個參數(shù)名稱說明了 IQ 的測試位置，但這個數(shù)據(jù)有時候也可以從 GND 端子上取得，所以有的地方也把這項參數(shù)稱為 Ground Current，因為當 Test Conditions 中的負載電流 ILOAD = 0mA 的時候，這兩者其實是相等的，如下圖所示：

但是這個說法并不完善，因為 RT9073 是個多端元件，從 EN 端流入的電流也會經(jīng)過 GND 回流，所以我們在 GND 端測量得到 GND 電流數(shù)據(jù)以后還需要將從 EN 端進入的電流數(shù)據(jù)排除以后才能得到靜態(tài)電流消耗的正確數(shù)據(jù)，而這又反過來讓我們意識到從 VCC 端測量 RT9073 靜態(tài)電流消耗的正確性和合理性。

靜態(tài)電流 IQ 僅僅是表達了負載為 0 時 IC 本身的消耗，當負載電流增加了以后，IC 的消耗是會增加的，其數(shù)據(jù)如下圖所示：

這個圖里的電流就是用前面提到的 Ground Current 來表達的。如果我們在負載電流不為 0 時仍然從 VCC 端進行測量，其結(jié)果就會同時包含 Ground Current 和負載電流，需要經(jīng)過一番計算以后才能得到 Ground Current。由于負載電流數(shù)據(jù)較大，Ground Current 數(shù)據(jù)較小，測量兩者所需的靈敏度和分辨率都有明顯的差異，比較起來還是直接測量 Ground Current 要更好些。

Ground Current 會隨著負載電流的增大而增大，但由于兩者之間的差異太大，大負載下的 Ground Current 對效率的影響并不算大。

對于電流消耗很低的應(yīng)用來說，靜態(tài)電流 IQ 要很低是很重要的一項要求，這是因為它很可能對電池的壽命有巨大的影響。

我最近接觸到一項名為 DDA （動態(tài)加密空間密集覆蓋蟻群模式）的無線通訊技術(shù)，它能在僅有不到 2μA 的電流消耗下維持長期可靠的工作，也能以時延 1s、功耗 0.23mAH 或時延 10s、功耗 0.026mAH 的超低功耗完成雙向?qū)崟r通訊，而且在 100 平方米的范圍內(nèi)即可布置超過 100 個通訊節(jié)點，通信可靠性高達 99.9% 以上，可實現(xiàn)無基站環(huán)境下的自組網(wǎng)通信。對于類似這樣的應(yīng)用來說，低靜態(tài)電流消耗的電源管理器件便顯得非常重要了，因為在 2μA 的負載電流下 1μA 的靜態(tài)電流消耗便意味著其損耗高達 33.3%，這樣的損耗是很不合算的，而 DDA 的靜態(tài)消耗實際上還不到 2μA。

一般而言，開關(guān)模式電壓轉(zhuǎn)換器的電流消耗會比線性穩(wěn)壓器的損耗大，但是通過精心的設(shè)計也可以將開關(guān)模式電源轉(zhuǎn)換器的損耗降下來，RT5707/A 便是這樣的例子，它們以特別設(shè)計的 HCOT 模式工作，既具有滯回式架構(gòu)的低消耗特性，又具有 COT 架構(gòu)的快速響應(yīng)特性，其靜態(tài)電流消耗只有 360nA，僅為前面提到的低壓差線性穩(wěn)壓器 RT9073 的三分之一左右，表現(xiàn)得非常優(yōu)秀。

RT5707/A 的輸入電壓范圍為 2.2V~5.5V，連續(xù)負載能力為 600mA/400mA，峰值負載能力為 1A/0.5A，輸出電壓范圍為 1.2V~3.3V 和 0.7V~3.1V，僅需將其電壓設(shè)定端子 VSEL1/2/3 分別連接到 VIN 或 GND 即可實現(xiàn)其輸出電壓的設(shè)定，使用起來非常方便，不用擔心買錯了電壓值造成庫存問題，因為換個項目又可以用了。而其轉(zhuǎn)換效率也特別高，最高可達 94%，完全無懼供電電壓和負載電壓之間的差異會在線性穩(wěn)壓器上導致的功率損耗，用在像 DDA 這樣的應(yīng)用中是非常合適的。如果你的應(yīng)用需要低消耗的特性，不妨考慮一下使用 RT5707/A 的可能性，相信它是會讓你喜歡的。

轉(zhuǎn)載自 RichtekTechnology。