LDO基础知识：静态电流介绍
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1.前言
拿起一个你几乎没有使用过的电子设备，却发现电池几乎或完全没电了，这有多糟糕？如果我们的设备只是处于待机或睡眠状态，这可能是因为一个很小但至关重要的规格：静态电流。
2.什么是静态电流？
静止被定义为“不活动或休眠的状态或时期”。因此，静态电流或 I Q是系统在轻负载或无负载的待机模式下消耗的电流。静态电流通常与关断电流混淆，关断电流是设备关闭但电池仍连接到系统时消耗的电流。然而，这两个规范在任何低电池消耗设计中都很重要。
静态电流适用于大多数集成电路 (IC) 设计，其中放大器、升压和降压转换器以及低压差稳压器 (LDO) 在消耗的静态电流量中发挥作用。在这篇博文中，我将重点介绍 LDO，因为它们设计简单且易于计算功耗。当 LDO 完全运行时，公式 1 计算其功耗为：
(1)
˚F或例如，如果需要从4.2V，下降到1.8 V使用与0.05毫安静态电流的LDO输出200mA的电流的，堵塞这些数字代入等式1次的结果中功率耗散（P d的）：
W¯¯母鸡的应用切换到待机模式或到轻负载的情况下，静态电流起着消耗的功率更大的作用。继续我之前的示例，如果 I OUT显着降低 – 例如 100 µA – P D变为：
在这个例子中，静态电流贡献了将近 50% 的功耗。
Ÿ OU也许会想，“嗯，这不是浪费大的权力。” 但是那些大部分时间都处于待机或关机模式的应用程序呢？智能手表、健身追踪器甚至手机上的一些模块经常在这两种状态中度过。不保持显示器一直运行的健身追踪器代表轻负载条件，其中用于调节的 LDO 的IQ将在电池寿命中发挥重要作用。
3.空间限制和电池寿命
随着消费产品更小、更轻的趋势不断发展，工程师面临着在保持或延长电池寿命的同时减小尺寸的挑战。在大多数情况下，电池是设计中最大和最重的部分；然而，设计人员不希望物理缩小电池，因为这会降低电池容量和电池寿命。因此，必须使所有其他板载设备尽可能小。
我们是否应该担心会因尺寸而牺牲性能？最简洁的答案是不。TI 拥有具有峰值功率性能和小尺寸的 LDO，因为低功耗不需要很高的热阻。TPS7A02 就是一个典型的例子。它拥有 0.65 毫米 x 0.65 毫米晶圆芯片级尺寸和 0.35 毫米间距，可提供 25 nA 的静态电流。这不仅是尺寸最小的 LDO 之一，也是市场上I Q最低的器件之一。TPS7A02 还采用 1 mm x 1 mm 小外形无引线 (X2SON) 制造，适合不需要 0.65 mm x 0.65 mm 尺寸的设计人员。该器件和类似的 LDO 在尺寸和性能方面为我们提供了两全其美的优势。
如果我们的设计旨在延长电池寿命，启用或关闭引脚是另一种简单的解决方案。智能手表、健身追踪器、手机甚至无人机都可以采用这种解决方案来提升电池电量。无人机——在我提到的所有消费电子产品中——在待机模式下花费的时间很少，因为它们通常只在飞行前或飞行后空闲。我们仍然可以通过关闭连接到飞行不需要的那些模块的 LDO 来节省电池寿命。其中一些模块包括互补金属氧化物半导体 (CMOS) 图像传感器和万向节（如图 1 所示），因为这些模块仅在用户想要录制视频或拍照时使用。LDO 的关断电流（通常为几百纳安）是电池的消耗，它甚至低于 LDO 的静态电流。
LDO 也非常适合 CMOS 图像传感器和万向节，特别是因为这两个模块都对噪声敏感。任何到达图像传感器或云台的噪音都会影响无人机拍摄的视频或图片的质量、分辨率和稳定性。
我们可以将同样的想法应用于手机的摄像头，该模块也不常使用，但仍需要干净、无噪音的导轨以保持图像质量。
图 1：无人机模块的通用框图
4.结论
尽管电池寿命在很大程度上取决于运行时的负载条件，但具有低静态电流的 LDO 是一种简单的解决方案，可帮助提高任何电池驱动设备的运行时间。这些小型设备也不仅限于消费电子产品；它们在楼宇和工厂自动化等工业应用中发挥着同样重要的作用。因此，即使设计人员有时会忽略 I Q和关断电流，但他们最终可以使应用程序运行多几秒、几分钟、几小时甚至几天的时间有所不同。既然我们已经了解了静态电流的重要性，那么请务必在功耗计算中始终考虑到它。
下载文档智能电网的目的是允许通过电源进行通信以提高电网的效率。这是通过确保连接到电网的任何设备不仅对预期功能具有高能效，而且将以最有效的方式使用能源，最大限度地减少峰值功耗和平均整体功耗来实现。
关键字： 动态电压缩放 (DVS) 静态电流
