針對一次性電池電池供電的應用（例如智能電表等），由于其特殊的安裝和工作環(huán)境的要求，通常需要其具備超長的電池壽命。隨著無線連接成為必要需求時，這些應用中還要支持足夠高的瞬態(tài)峰值電流來支持無線數(shù)據(jù)傳輸功能（例如NB-IoT）。在這種設(shè)計目標驅(qū)使下的電路方案，通常會采用超級電容+電池+MCU+傳感器+無線的方案，但最為關(guān)鍵的設(shè)計點是將這些部分連起來一個充放電的供電管理方案，做到在保證性能的同時，盡可能低的IQ來延長電池壽命。TI新推出的TPS61094這一顆降壓升壓轉(zhuǎn)換器芯片就可以實現(xiàn)整個方案在這個方向的優(yōu)化。

實現(xiàn)低IQ的難點：多重因素牽制

據(jù)德州儀器升壓和升降壓產(chǎn)品線產(chǎn)品市場經(jīng)理鄒鵬分享，實現(xiàn)低IQ的諸多因素會相互牽制。首先要實現(xiàn)低IQ，那么電路會變得更為復雜；特別是對于DC/DC器件而言，快速響應時間是很重要的指標，相應的速度與功耗的消耗成正比，這個時候就需要更多的電路去彌補功耗反饋。電路復雜、器件變多，漏電流就會增多，而且復雜的電路又會與更小外形尺寸的設(shè)計目標相背。要在待機模式下實現(xiàn)高電池效率，需要電源管理電路實現(xiàn)嚴格的功率輸出管理同時保持低功耗。

在低IQ的電源器件方向上，TI出于行業(yè)領(lǐng)先的地位。以之前發(fā)布的明星產(chǎn)品TPS63900是業(yè)界首款能做到75nA靜態(tài)電流的Buck-Boost，同類型的競品功耗基本都在1000nA以上。在低IQ的實現(xiàn)上，TI有領(lǐng)先于行業(yè)的兩方面的技術(shù)壁壘。一是其優(yōu)化的工藝，比如通過工藝優(yōu)化減少單位面積上電阻、電容甚至Fets的面積；另一方面是其創(chuàng)新的拓撲結(jié)構(gòu)，比如一些快速的過零檢測、低功耗的比較器檢測技術(shù)等等。這里面涉及到非常多的創(chuàng)新的技術(shù)點，TI并未進行過多深入的分享。但正是基于這兩方面的技術(shù)優(yōu)勢，TI將其可以靈活地將其運用到各種不同的電源器件中。也正是基于這兩方面的優(yōu)勢，TI近期推出了TPS61094降壓**/**升壓轉(zhuǎn)換、LMR43620和LMR43620-Q1降壓轉(zhuǎn)換器、LM74720-Q1理想二極管系列產(chǎn)品，這三個新的低IQ電源器件。接下來我們重點為大家分享TPS61094。

低功耗工業(yè)應用中的電池壽命延長多達20%

TPS61094是一個典型的Buck-Boost器件，60nA的超低靜態(tài)電流(IQ)僅為同類競品升三分之一，將超級電容的充放電管理電路與業(yè)內(nèi)超低的IQ功耗相結(jié)合，是TPS61094的主要特點，這一電路設(shè)計方案可以很好的支持低功耗電池供電工業(yè)應用的成本、性能和功耗優(yōu)化。以下圖的智能電表這一應用案例來看，傳統(tǒng)的方案是混合層電容器 (HLC) 方案，而采用TPS61094搭配超級電容的優(yōu)化方案使其電池壽命延長多達20%，成本降低60%，運行時間提高2%。具體可以參考應用手冊。

此外，TPS61094還具備其它競品兩倍的2A電感峰值電流，支持瞬態(tài)的無線通信功能（例如NB-IoT的峰值電流高達500mA）。TPS61094內(nèi)部超級電容的管理電路的內(nèi)部集成，相比分離方案帶來了50%的整體方案元器件數(shù)量減少，從而幫助客戶降低了整體方案面積。

為汽車級電源芯片實現(xiàn)更低IQ表現(xiàn)

除了TPSTPS61094之外，TI在此次發(fā)布會上還推出了LMR43620（商業(yè)級）和LM43620-Q1（汽車級），這是一款寬輸入電壓降壓轉(zhuǎn)換器；還有一款是汽車級理想二極管LM74720-Q1；這兩款產(chǎn)品也同樣在低IQ上有著更好的表現(xiàn)。

LMR43620-Q1可以滿足常開型汽車類應用的低功耗的需求，一個典型的案例是長久不開的車，要保證足夠低的靜態(tài)電流，使某些車載設(shè)備的待機功耗足夠低，從而避免電瓶沒電打不著火的狀況發(fā)生。這款芯片支持2A的最大電流輸入，降壓轉(zhuǎn)換器，在150oC Tjmax下IQ<3μA。同時該芯片還利用利用展頻技術(shù)、可配置的強制PWM 模式和頻率外同步功能，可實現(xiàn)低EMI。該器件適用于負載很寬的范圍，轉(zhuǎn)換器在1mA時仍然可實現(xiàn)>85%的效率。

LM74720-Q1是用于汽車級應用的具備低IQ表現(xiàn)的理想二極管系列產(chǎn)品，據(jù)鄒鵬分享，目前的汽車的功能越來越復雜，比如智能車載矩陣大燈、車載智能座艙、車載儀表、USB Type-C充電或者是智能車載遙控器等等。但是典型的車載只有一個12V電池，越來越多的智能器件連接上去之后電能消耗就越來越大，所以降低功耗就越來越重要，這時候很多負載都需要做電流反向保護。傳統(tǒng)上的做法是用戶在電路輸入級上加上一個標準的二極管，或者有的用戶用P-FET去做，但是這兩種做法要么就是效率低，要么就成本高。LM74720系列就可以很好地解決這一問題。當前TI提供了三種不同的型號，各自具備領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢：LM74720-Q1的優(yōu)勢是提供了業(yè)內(nèi)先進的35μA IQ（最大值），LM74722-Q1是率先面市的200KHz有源整流可實現(xiàn)快速開/關(guān)，確保提供超高級別的系統(tǒng)保護。LM74721-Q1具有集成VDS鉗位的3V至65V寬輸入電源電壓可為12V 和24V 汽車類電池供電的電子控制單元提供更小尺寸的解決方案。
低IQ是電源系統(tǒng)設(shè)計的重要追求目標之一，但其實現(xiàn)的方式包含了諸多的工藝和拓撲的技術(shù)細節(jié)，而且還要進行多種不同因素的平衡，所以追求低IQ的設(shè)計有較大的操作空間并不容易。雖然每條電源芯片產(chǎn)品線的設(shè)計理念都是比較獨立的，但對于TI而言，可以利用較大的平臺優(yōu)勢 ，實現(xiàn)一些低IQ的IP的復用、低IQ工藝的復用，這是其獨特不可復制的技術(shù)優(yōu)勢。