靜態(tài)電流通常定義為集成電路 (IC) 在空載和非開關但啟用狀態(tài)下消耗的電流。廣義上，靜態(tài)電流是 IC 在任何超低功耗狀態(tài)下消耗的輸入電流，這一定義更有助于我們理解靜態(tài)電流的內涵。
對于電池供電的應用來說，這種輸入電流由電池提供，因而決定了電池工作多長時間后需要再次充電（鋰離子或鎳氫電池等可充電電池）或更換電池（堿性電池或鋰二氧化錳等原電池）。對于長時間處于待機或休眠模式的電池供電應用，其電池運行時間可能因靜態(tài)電流的影響產生數(shù)年之差。例如，使用 60nA 的 TPS62840 等超低靜態(tài)電流升壓轉換器為常開型應用（如圖 1 中的智能電表）供電，其電池運行時間可達 10 年。
圖 1：智能電表
靜態(tài)電流也會影響我們日常設備中的電池的運行時間。比如，您在買到智能手表之后，會在使用之前先充一小時電。又或者，您總是隨身攜帶家中的實體鑰匙，以防智能鎖（如圖 2 所示）的電池電量耗盡。以上兩種場景也與靜態(tài)電流脫不開干系。
圖 2：智能鎖應用
本文將介紹直流/直流轉換器數(shù)據(jù)表中與靜態(tài)電流相關的三種常見規(guī)格——關斷電流、非開關靜態(tài)電流和開關靜態(tài)電流，并對這些規(guī)格如何影響系統(tǒng)功耗進行說明。
關斷電流
關斷電流是在 IC 關閉或禁用時進行測量的。因此，您可能會認為非開關靜態(tài)電流應該一直為零。事實上，部分 IC 在該狀態(tài)下會出現(xiàn)泄漏電流，而其他 IC 實際上具有內部電路，即便在 IC 禁用的情況下，內部電路也會消耗少量電流以維持內務處理功能。
以擺放在商店貨架上的消費類電子產品為例，您的智能手表之所以在購買之后無法立即工作，與其 IC 的關斷電流規(guī)格有關，如圖 3 所示。當終端產品在商店貨架上擺放或在倉庫中長時間存放時（溫度可能會升高，導致電池電量更快耗盡），其中的器件（例如大部分直流/直流轉換器）是處于關斷狀態(tài)的。因此，盡管直流/直流轉換器處于禁用狀態(tài)，電池仍在緩慢放電。
圖 3：BQ21061 處于運輸節(jié)電模式時的電池放電電流
部分 IC 具有多種關斷狀態(tài)，比如 TI 的 BQ25120 電池充電器的 2nA 運輸模式，或者 TPS61094 升壓轉換器的 4nA 旁路模式。在這些高級關斷狀態(tài)下，為了僅消耗極少量的靜態(tài)電流，通常會啟用非常有限的器件功能。
與靜態(tài)電流為 700nA 的 BQ25120 高阻抗（關斷）模式和靜態(tài)電流為 200nA 的 TPS61094 關斷模式相比，運輸節(jié)電模式和旁路模式可將電池運行時間分別延長 350 倍和 50 倍。
非開關靜態(tài)電流
非開關靜態(tài)電流是 IC 已啟用、處于開關脈沖之間且沒有負載時的電流。這一參數(shù)可通過量產自動化測試設備輕松測得，因此可從大部分開關直流/直流轉換器的數(shù)據(jù)表中找到。
雖然可以根據(jù)非開關靜態(tài)電流對不同的 IC 進行同類比較，但這種方式無法對電池運行時間進行最準確的估算，原因有二：非開關靜態(tài)電流不同于消耗的電池電流，而且許多 IC 同時通過輸入電壓和輸出電壓消耗靜態(tài)電流。但是，既然輸出電壓及其靜態(tài)電流從根本上來自輸入端的電池，因而需要采取額外轉換或測量，以獲取輸入電源的等效靜態(tài)電流——不可將兩個靜態(tài)電流值簡單相加來得出消耗的電池總電流。例如，TPS61099 升壓轉換器可從輸入電壓消耗 400nA 靜態(tài)電流，并從輸出電壓消耗 600nA 靜態(tài)電流，但其空載輸入電流消耗約為 1.3μA 而非 1μA。
開關靜態(tài)電流
開關靜態(tài)電流有許多不同的名稱：工作靜態(tài)電流、待機電流、休眠模式電流、空載輸入電流、低壓降線性穩(wěn)壓器 (LDO) 的接地電流等。它是 IC 處于工作狀態(tài)且不提供任何負載電流時實際測得的輸入電流。由于開關靜態(tài)電流是在實際情況下而非量產線上所測得，因此 IC 偶爾會進行切換以減少損耗并對輸出端的泄漏進行補充。
該參數(shù)是對空載狀態(tài)下所消耗電池電流的最準確估算，可在許多數(shù)據(jù)表中找到，例如 TPS62840 的開關靜態(tài)電流為 60nA，如圖 4 所示。
圖 4：60nA 靜態(tài)電流直流/直流轉換器
對于大部分時間都保持超低功耗狀態(tài)的應用來說，使用低靜態(tài)電流直流/直流轉換器對于實現(xiàn)應用所需的電池運行時間至關重要。例如，智能鎖在大部分時間內處于超低功耗狀態(tài)，等待手機發(fā)送開鎖碼。如果開關
靜態(tài)電流過高，則大部分的電池電量都將消耗在等待中，而不是用于開關鎖。
歡迎參與 TI 知乎討論，
如何看待 TI 電源管理產品在低靜態(tài)功耗領域的技術新突破？
下載文檔
