隨著電子技術(shù)和系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，電池已成為無(wú)處不在的能源供應(yīng)，為個(gè)人電子設(shè)備和電動(dòng)汽車（EV）等各類設(shè)備提供動(dòng)力。電池電源的轉(zhuǎn)型趨勢(shì)依舊強(qiáng)勁，然而，如何在更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高的電池性能仍是一個(gè)挑戰(zhàn)。

在這一挑戰(zhàn)中，低靜態(tài)電流（IQ）技術(shù)發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。IQ是指器件在開啟但處于非活動(dòng)狀態(tài)（通常是待機(jī)或睡眠模式）時(shí)的功耗。許多電池供電設(shè)備在生命周期的99%時(shí)間里都處于待機(jī)模式，因此減小IQ對(duì)于電池效率至關(guān)重要。德州儀器憑借其專有的BiCMOS工藝技術(shù)，通過(guò)創(chuàng)新的電路設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了極低的IQ，進(jìn)一步延長(zhǎng)了電池運(yùn)行時(shí)間，同時(shí)又不影響系統(tǒng)性能。

德州儀器電池監(jiān)測(cè)器業(yè)務(wù)部經(jīng)理Siddharth Sundar表示：“得益于低功耗技術(shù)，現(xiàn)在幾乎一切設(shè)備都可以使用電池供電。因此，對(duì)于比以往更廣泛的設(shè)備，我們?cè)谒伎脊臅r(shí)關(guān)注的重點(diǎn)發(fā)生了變化。”

低 IQ 技術(shù)的突破如何推動(dòng)電池供電系統(tǒng)發(fā)展

電池的普及不僅僅局限于小型個(gè)人電子設(shè)備，還快速普及到更大的設(shè)備，包括工業(yè)電動(dòng)工具、電動(dòng)汽車和醫(yī)療儀器。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，電池的這一趨勢(shì)預(yù)計(jì)將繼續(xù)，使得低 IQ 創(chuàng)新成為驅(qū)動(dòng)高效能源利用的重要因素。設(shè)計(jì)工程師長(zhǎng)期以來(lái)一直致力于為個(gè)人電子產(chǎn)品開發(fā)IQ解決方案，但在如今更大型的工業(yè)和汽車應(yīng)用中，他們面臨著不同的挑戰(zhàn)。電動(dòng)汽車需要在空閑時(shí)保持低功耗以節(jié)約電力，同時(shí)需要能夠平穩(wěn)切換到驅(qū)動(dòng)高功率動(dòng)態(tài)負(fù)載。電動(dòng)汽車駕駛員希望確保其車輛在長(zhǎng)時(shí)間停放后仍有足夠的電力可用于行駛。在發(fā)生事故或其他緊急情況時(shí)，電動(dòng)汽車駕駛員還希望能夠通過(guò)車載eCall系統(tǒng)進(jìn)行緊急呼叫，該系統(tǒng)由一個(gè)獨(dú)立的小電池供電。

隨著更多應(yīng)用改用電池電源，半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步正在幫助解決設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，帶來(lái)了可提高效率并減少元件電流泄漏的 IQ 解決方案。德州儀器正處于這一創(chuàng)新的前沿，通過(guò)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(yīng)用實(shí)現(xiàn)了低功耗。

例如，德州儀器的BQ76952是一款高精度工業(yè)電池監(jiān)測(cè)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(jī)運(yùn)行中，這可以節(jié)省10至20倍的功耗，同時(shí)支持用戶在不同使用場(chǎng)景中進(jìn)行性能和功耗之間的靈活權(quán)衡。

工藝技術(shù)的突破也使設(shè)計(jì)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(lái)自大型數(shù)字電路、存儲(chǔ)器和高功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET）。然而，德州儀器的高密度電阻器和電容器與新的電路技術(shù)相結(jié)合，使數(shù)字電路變得更小，從而減少了了電流泄漏和IQ。

德州儀器電池電量監(jiān)測(cè)計(jì)設(shè)計(jì)總監(jiān)Vishnu Ravinuthula表示：“采用專用的低功耗工藝技術(shù)和合適的高壓元件可以產(chǎn)生很大的影響，不僅能降低芯片的IQ，還能長(zhǎng)期延長(zhǎng)電池壽命。”

快速喚醒時(shí)間能夠延長(zhǎng)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(jī)和更高功率負(fù)載之間快速而高效地切換。電源精度衡量實(shí)際輸出與編程設(shè)定值的接近程度，通常受到其負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)的限制，而負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)衡量器件在負(fù)載電流或電源電壓突然變化后多快返回到目標(biāo)輸出電壓。瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致器件從睡眠模式上電時(shí)能耗增加。德州儀器的快速喚醒比較器和零IQ反饋控制等快速響應(yīng)機(jī)制，能夠更大限度地縮短瞬態(tài)響應(yīng)時(shí)間，而又不影響低功耗性能。

例如，德州儀器的降壓開關(guān)穩(wěn)壓器和電壓監(jiān)控器具有業(yè)內(nèi)出色的響應(yīng)和電流檢測(cè)時(shí)間。它們使器件能夠快速喚醒，從而節(jié)省了電力。

德州儀器升壓轉(zhuǎn)換器和控制器營(yíng)銷經(jīng)理Vladislav Merenkov表示：“快速喚醒時(shí)間不僅能滿足用戶對(duì)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(chǎn)品的增長(zhǎng)勢(shì)頭不減，IQ技術(shù)的創(chuàng)新將使我們的行業(yè)能夠在日益多樣化和復(fù)雜的各種電池供電設(shè)備中更大限度地提高功效。通過(guò)低待機(jī)和關(guān)斷功耗模式，德州儀器的IQ技術(shù)能夠延長(zhǎng)電池運(yùn)行時(shí)間和貨架期，并降低成本，而不損害性能。在電池技術(shù)的不斷創(chuàng)新中，德州儀器憑借其引領(lǐng)性的低IQ技術(shù)為電子設(shè)備和電動(dòng)汽車等領(lǐng)域的電池供電系統(tǒng)注入新的活力，為未來(lái)智能科技的發(fā)展鋪平了道路。