作者：Kevin Chen1

靜態電流 (IQ) 通常定義為集成電路 (IC) 在空載和非開關但啟用狀態下消耗的電流。廣義上，靜態電流是 IC 在任何超低功耗狀態下消耗的輸入電流，這一定義更有助于我們理解靜態電流的內涵。

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電流的影響產生數年之差。例如，使用 60nA的TPS62840等超低靜態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。

靜態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電流脫不開干系。

在本文中，我將介紹直流/直流轉換器數據表中與靜態電流相關的三種常見規格——關斷電流、非開關靜態電流和開關靜態電流，并對這些規格如何影響系統功耗進行說明。

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電流應該一直為零。事實上，部分 IC 在該狀態下會出現泄漏電流，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)是處于關斷狀態的。因此，盡管直流/直流轉換器處于禁用狀態，電池仍在緩慢放電。

圖 3：BQ21061 處于運輸節電模式時的電池放電電流

部分IC具有多種關斷狀態，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下，為了僅消耗極少量的靜態電流，通常會啟用非常有限的器件功能。與靜態電流為700nA的 BQ25120 高阻抗(關斷)模式和靜態電流為200nA 的TPS61094 關斷模式相比，運輸節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。

非開關靜態電流

非開關靜態電流是 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/直流轉換器的數據表中找到。

雖然可以根據非開關靜態電流對不同的 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電流。但是，既然輸出電壓及其靜態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電流——不可將兩個靜態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靜態電流，并從輸出電壓消耗600nA靜態電流，但其空載輸入電流消耗約為 1.3μA 而非 1μA。

開關靜態電流

開關靜態電流有許多不同的名稱：工作靜態電流、待機電流、休眠模式電流、空載輸入電流、低壓降線性穩壓器 (LDO) 的接地電流等。它是IC處于工作狀態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。

該參數是對空載狀態下所消耗電池電流的最準確估算，可在許多數據表中找到，例如TPS62840的開關靜態電流為60nA，如圖 4 所示。

圖4：60nA靜態電流直流/直流轉換器

對于大部分時間都保持超低功耗狀態的應用來說，使用低靜態電流直流/直流轉換器對于實現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，等待手機發送開鎖碼。如果開關靜態電流過高，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。

審核編輯：湯梓紅