低 IQ 技術可實現更高效的電源管理
2024-01-18 13:27:30 德州儀器隨著市場對電池供電型應用的需求繼續迅速增長，低 IQ 技術可幫助在不影響系統性能的情況下延長電池壽命。
關鍵要點
· 使用先進的功率器件和電池監測器可以顯著降低電力消耗。
· 低 IQ 技術可實現更小的數字電路，同時降低功率損耗。
· 快速喚醒時間能夠顯著降低能耗。
隨著電子技術和系統的迅猛發展，電池如今可謂是無處不在，為包括個人電子設備和電動汽車 (EV) 在內的各種設備供電。轉向電池電源的趨勢沒有減緩的跡象，與此同時，設計的挑戰仍然存在，那就是如何在更長的時間內實現更高的電池性能。
低靜態電流 (IQ) 技術在應對這項挑戰方面起到了重要作用。IQ 是器件在開啟但處于非活動狀態（通常稱為待機或睡眠模式）時的功耗。許多電池供電設備在生命周期的 99% 時間里都處于待機模式，只有在必要時才會上電。雖然 IQ 涉及低功率負載，但盡可能減少它對于電池效率至關重要。德州儀器專有 BiCMOS 工藝技術中的創新電路設計有助于實現非常低的 IQ，并更大限度地延長電池運行時間，同時又不影響系統性能。
德州儀器電池監測器業務部經理 Siddharth Sundar 表示：“得益于低功耗技術，現在幾乎一切設備都可以使用電池供電。因此，對于比以往更廣泛的設備，我們在思考功耗時關注的重點發生了變化。”
低 IQ 技術的突破如何推動電池供電系統的發展
電池正在從小型個人電子設備（例如無線耳機和筆記本電腦）快速普及到更大的設備，包括工業電動工具、電動汽車和醫療儀器。
隨著物聯網技術在家庭、工廠和企業領域的迅速發展，電池的這一趨勢預計將繼續，使得低 IQ 創新成為驅動高效能源利用的重要因素。
設計工程師已經長期為個人電子產品開發 I?Q 解決方案，但在如今采用電池的更大型工業和汽車應用中，他們面臨著不同的挑戰。
電動汽車需要在空閑時保持低功耗以節約電力，同時需要能夠平穩切換到驅動高功率動態負載。電動汽車駕駛員希望確保其車輛在長時間停放后仍有足夠的電力可用于行駛。在發生事故或其他緊急情況時，電動汽車駕駛員還希望能夠通過車載 eCall 系統進行緊急呼叫，該系統由一個獨立的小電池供電。
不在性能或成本方面做出妥協
隨著更多應用改用電池電源，半導體技術的進步正在幫助解決設計挑戰，帶來了可提高效率并減少元件電流泄漏的 IQ 解決方案。
德州儀器處于這一創新的前沿，通過電源和電池管理器件，在不影響性能、解決方案尺寸或成本的情況下，為電池供電應用實現了低功耗。
例如，德州儀器的 BQ76952 是一款高精度工業電池監測器，使得睡眠模式下的功耗更低，為 1uA 至 10uA，而工作功耗為 200uA 至 300uA。在待機運行中，這可以節省 10 至 20 倍的功耗，同時支持用戶靈活地在不同使用場景中進行性能和功耗之間的權衡。
工藝技術的突破也使設計工程師能夠降低電池管理器件中的電流泄漏。大部分泄漏來自大型數字電路、存儲器和高功率場效應晶體管 (FET)。然而，我們公司的高密度電阻器和電容器與新的電路技術相結合，使數字電路變得更小，從而減少了電流泄漏和 IQ。
德州儀器電池電量監測計設計總監 Vishnu Ravinuthula 表示：“采用專用的低功耗工藝技術和合適的高壓元件可以產生很大的影響，不僅能降低芯片的 IQ，還能長期延長電池壽命。”
快速喚醒時間能夠延長電池壽命
要降低 IQ，一種途徑是防止電流泄露，另一種途徑則是確保器件能夠在待機和更高功率負載之間快速而高效地切換。電源精度衡量實際輸出與編程設定值的接近程度，通常受到其負載瞬態響應的限制，而負載瞬態響應衡量器件在負載電流或電源電壓突然變化后多快返回到目標輸出電壓。瞬態響應時間較長會導致器件從睡眠模式上電時能耗增加。我們的快速喚醒比較器和零 IQ 反饋控制等快速響應機制，能夠更大限度地縮短瞬態響應時間，而又不影響低功耗性能。
例如，我們的降壓開關穩壓器和電壓監控器具有業內出色的響應和電流檢測時間。它們使器件能夠快速喚醒，從而節省了電力。
德州儀器升壓轉換器和控制器營銷經理 Vladislav Merenkov 表示：“快速喚醒時間不僅能滿足用戶對便利性的期望，還能顯著降低能耗并提高電池壽命。”
隨著電子產品的增長勢頭不減，IQ 技術創新將使我們的行業能夠在日益多樣化和復雜的各種電池供電設備中更大限度地提高功效。通過低待機和關斷功耗模式，我們的 IQ 技術可延長電池運行時間和貨架期，并降低成本，而不損害性能。
關鍵詞： 低IQ技術
