DCDC的静态电流-第一部分
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设备的静态电流,或IQ,是一个重要的因素常被误用的参数为低功率、节能设计。在许多电池供电的应用中,如计量,可穿戴设备,建筑安全和互联网物联网(IoT),从电池中吸取的电流在一个轻载或空载的待机状态决定了总负荷系统的运行时间。在集成开关变换器中,IQ只是电池电流的一部分。这文章定义了IQ和它是如何测量的,解释了什么是IQ是不是和它应该如何不被使用,并给予设计如何使用IQ,同时避免common测量错误。这篇文章适用于任何德州仪器(TI) TPS61xxx, TPS62xxx, TPS63xxx,或TPS650xx设备。
“关断电流”通常是指稳压器关断时测得的电源电流。在这些条件下,稳压器的输出为 0V,存在标称输入电压,以及使能引脚关断转换器所需的任何电压。稳压器关闭时需要任何电流似乎很奇怪,事实上,许多转换器在关闭时只吸收很小的泄漏电流。
然而,即使在关断模式下,一些稳压器也需要监控输入电压或精密使能输入。这些功能需要有限的偏置电流来为内部电路供电——当电池为稳压器供电时(例如在汽车或便携式应用中),这个参数很重要。该关断电流将是从输入电源汲取的最小电流。
一个更令人困惑的术语是“非开关”电流。这是指当稳压器启用但不产生输出电压时的输入电源电流。非开关电流通常是开环测量的,反馈引脚上的电压高到足以阻止稳压器开关,不产生输出电压。
我们可能会问,“为什么我要关心稳压器打开但没有产生有用输出时的电流?” 简单的答案是我们不应该关心,因为这些不是调节器应用中使用的条件。但是,至少有两个充分的理由表明该规范出现在数据表中。首先,在稳压器处于已知状态的情况下,非开关电流是衡量内部电路健康状况的良好指标,并且在集成电路 (IC) 制造期间的生产环境中很容易测量。其次(也是更重要的),该电流是稳压器在空载运行时使用的总电源电流的一部分。
什么是静态电流IQ?
除非部分数据表中另有说明,否则IQ为定义为IC在空载和非开关但启用的条件。“空载”的意思是没有电流离开IC到输出。通常,这将电流通过buck转换器上的SW引脚或
通过升压转换器上的VOUT引脚。
所有的IQ都很简单在集成电路内传送到地面。“Nonswitching”意味着IC没有电源开关打开(关闭)。这包括主或控制开关以及同步整流器如果两者都集成到集成电路中。换句话说,集成电路是在高阻抗条件下,功率级为完全从输出断开(除了集成MOSFET体二极管在一些设备上不能被关闭)。“Enabled”表示IC打开通过它的EN引脚,并不是在UVLO或其他关机条件。IQ测量操作电流,而不是关机电流,所以设备必须是打开的。
最后,IQ是有意义的只有在省电模式下,所以如果这个模式是一个选项特定的设备,它必须被启用。如果设备运行在脉宽调制(PWM)模式,则
输入电流到电源级和开关损耗比微小的电流,IQ,运行设备所需。IQ基本上来自两个输入:VIN和VOUT。数据表列出了IQ是否来自其中之一或两个别针。
图1显示了来自TI TPS61220/21/22 datasheet(数据表)2 page - analog devices从VIN和VOUT中提取IQ的转换器。通常buck转换器只从输入端获取IQ值,而boost转换器或buck-boost转换器则需要IQ从输入和输出中。IQ测量操作设备所需的电流基本的功能,包括为像内部精密参考电压,一个振荡器,一个热关机或UVLO电路,设备的状态机或其他逻辑门,等等。IQ不包括任何输入电流到功率级或门驱动器,如用a来测量电流为零的非开关状态。
在这种情况下测量IQ的原因是它是唯一的而电源级输入电流和栅驱动电流则依赖于所选的外部组件,在大多数情况下,它们规定了如何操作通常IC开关处于节电模式。因此,IQ是一个集成电路的测量,而包括其他两个电流是一个系统的测量。TI不控制和不能保证这样的系统测量,但可以控制和可以指定一个IC测量。事实上,保证IQ规范,并且,对于那些数据表指定IQ的最大值,并对其进行测试每一个被生产出来的设备。这是由使能设备,将其设置到其数据表中指定的测试条件,然后人工提高(与外部施加电压)输出电压,FB引脚,和任何其他引脚电压高到足以导致集成电路没有开关。无负载和省电模式启用(如果可用),输入到IC的电流成为IQ。