電池壽命正處于關鍵時刻，因為我們的智能互聯設備繼續縮小，但仍有望提供比以往更多的功能和性能。有效延長未來設備的電池壽命將需要掌握低靜態電流。

測量體溫、輸送胰島素和監測心率的醫療貼片必須長時間可靠地運行。然而，這些貼片通常在使用前長時間存放在儲藏室中。同樣，智能手表、耳塞和視頻游戲控制器必須在兩次充電之間延長運行時間，以獲得更好的用戶體驗。此外，電表、氣體檢測器和樓宇自動化系統等設備以及成群的現場傳感器必須具有可靠的現場正常運行時間，因為必須頻繁充電或維護它們是不切實際的。幾乎所有物聯網 （IoT） 設備都依賴于必須在各種條件下長時間可靠運行的電池。

系統設計人員根據中央控制單元（例如微控制器 （MCU））的活動、睡眠和休眠電流來計算電池壽命。相關的傳感器和無線電也將與 MCU 協同工作。當然，電源也是必不可少的，它為系統的所有功能塊提供能量。電源通常由穩壓器組成，例如升壓或降壓的開關穩壓器，或低壓差 （LDO） 穩壓器。有些還具有涉及多種電源架構甚至電池充電器的電源管理 IC （PMIC）。

雖然有功電流消耗是延長電池壽命的一個重要因素，但運行時間最終會受到每種電源模式所用時間的影響。每個組件的待機電流變得至關重要，因為睡眠和休眠功能需要更多的時間。在這種情況下，電源的靜態電流是系統待機功耗的最大貢獻者。例如，考慮一個由 40 mAh、1.55 V 氧化銀紐扣電池供電的系統，保質期為一年。假設消耗的電流約為 4 μA，將電流降低一個微安可以將可穿戴設備的保質期延長約三個月。

不要低估你的智商的影響

當電源處于待機模式時，功耗由靜態電流 （I Q ） 定義，它指的是電路在不驅動任何負載且其輸入不循環時的安靜狀態。雖然標稱值，但 I Q在輕負載運行期間也會顯著影響系統的功率傳輸效率。

有時，靜態電流與關斷電流混淆。使用靜態電流，系統處于空閑狀態，但隨時準備喚醒以采取行動，這通常是用戶喜歡他們的設備的方式。另一方面，關斷電流是指處于睡眠狀態的設備。設計人員使用靜態電流來評估輕負載時電源的功耗。當設備關閉但其電池連接到穩壓器時，他們使用關斷電流來計算電池壽命。

要延長設備的電池壽命，請始終使用低功耗 MCU、傳感器、無線電和高效電源等組件進行設計。當電池電壓降至低電平時，一些設計人員會選擇升壓轉換器來延長電池壽命。然而，除非選擇了正確的轉換器，否則這種方法會導致更高的 I Q，從而更快地耗盡電池電量。

最終產品的外形尺寸是另一個重要的考慮因素。消費者——因此，設計師——被驅使變得更小更輕。挑戰在于，設備的電池通常是設備板上最大和最重的組件。當然，更小的電池意味著更少的容量——這與對更長電池壽命的需求相矛盾。因此，挑戰就變成了如何利用高效的電源管理技術來平衡容量和尺寸。

提高系統的電源效率是延長電池壽命的一種常用方法。系統內的 MCU、傳感器、模擬前端 （AFE） 和其他負載電路必須由不同于電池電壓的電壓驅動。因此，這些電路中的每一個都需要自己的專用 DC-DC 轉換器，這種設置會導致每個轉換器的效率損失。這些電路還需要支持部件，例如支持微控制器的監控 IC。

對于整體系統管理，電流檢測放大器、溫度傳感器和比較器等“保護”設備可以幫助管理負載和電池電流。鑒于處于被動狀態且不頻繁活動的產品越來越受歡迎，電源的 I Q以及配套部件和保護器件成為延長電池壽命的關鍵因素。

顯然，密切關注升壓轉換器等電源穩壓器的靜態電流規格是有意義的。該電流越低，您就越能延長電池壽命。尤其是對于當今的超小型設計而言，需要能夠提供更低靜態電流和更小外形尺寸的電路。在這種情況下，即使以毫安為單位測量的電流也不足以對電池壽命產生影響。今天的可穿戴、移動和物聯網設計需要具有納安電流的電路。

審核編輯：郭婷