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）。在這種設計目標驅使下的電路方案，通常會采用超級電容+電池+MCU+傳感器+無線的方案，但最為關鍵的設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有領先于行業(yè)的兩方面的技術壁壘。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)新的拓撲結構，比如一些快速的過零檢測、低功耗的比較器檢測技術等等。這里面涉及到非常多的創(chuàng)新的技術點，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**/**升壓轉換、LMR43620和LMR43620-Q1降壓轉換器、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)內超低的IQ功耗相結合，是TPS61094的主要特點，這一電路設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內部超級電容的管理電路的內部集成，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，降壓轉換器，在150oC Tjmax下IQ<3μA。同時該芯片還利用利用展頻技術、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，各自具備領先的技術優(yōu)勢：LM74720-Q1的優(yōu)勢是提供了業(yè)內先進的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，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優(yōu)勢。