許多工程師不會(huì)想到在電源設(shè)計(jì)中使用“典型”IC規(guī)格。然而，在嘗試優(yōu)化電池壽命時(shí)，典型的規(guī)格實(shí)際上非常有用，有時(shí)甚至至關(guān)重要。通過清晰地了解設(shè)計(jì)目標(biāo)并考慮如何設(shè)置數(shù)據(jù)手冊(cè)限值，典型規(guī)格提供了最小和最大限值中有時(shí)缺少的指導(dǎo)。

IC生產(chǎn)方法不斷發(fā)展。長(zhǎng)期的模擬系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可能已經(jīng)注意到，如今具有A、B和C等級(jí)的模擬器件越來越少。大多數(shù)功率器件只有一個(gè)等級(jí)。隨著晶圓直徑的增長(zhǎng)和晶體管尺寸的縮小，硅變得更加經(jīng)濟(jì)，但測(cè)試的成本仍然相對(duì)較高。無情的價(jià)格壓力迫使更集中的測(cè)試和不太關(guān)鍵的參數(shù)得到“設(shè)計(jì)”保證。好消息是，這并沒有降低產(chǎn)品質(zhì)量。恰恰相反，與以前相比，當(dāng)今的IC制造流程產(chǎn)生的不合格零件要少得多，當(dāng)時(shí)“分箱”通常是松散工藝的拐杖。如今，在工作臺(tái)上的典型性能和最小/最大規(guī)格之間存在更大的安全裕度。在大多數(shù)情況下，很難說這種利潤(rùn)不是一種好處。然而，在設(shè)計(jì)電池壽命時(shí)，保守的最小/最大IC限制可能會(huì)產(chǎn)生誤導(dǎo)。

電池壽命作為“典型”參數(shù)具有最大的價(jià)值（醫(yī)療或其他關(guān)鍵用途除外）。誠(chéng)然，消費(fèi)類產(chǎn)品的運(yùn)行時(shí)間可以說是樂觀的。盡管如此，如果引用的運(yùn)行時(shí)間只是實(shí)際性能的一小部分，則保證限值沒有任何用處。將IC的最大工作電流相加，產(chǎn)生的電池壽命大多是無用的。相反，典型參數(shù)提供更有效的結(jié)果，特別是來自典型操作曲線和圖形的數(shù)據(jù)，以及規(guī)格表中的典型規(guī)格。

典型的靜態(tài)電流可以提供有關(guān)IC消耗多少功率的線索。例如，手機(jī)的電池壽命在很大程度上取決于靜態(tài)電流，因?yàn)槭謾C(jī)在大部分時(shí)間內(nèi)處于待機(jī)狀態(tài)。此外，典型關(guān)斷電流提供了IC處于關(guān)斷模式時(shí)所需功率的信息。

其他考慮因素包括工作模式下的IC效率。為了延長(zhǎng)電池壽命，必須將功耗降至最低。效率越高，浪費(fèi)的功率就越少。因此，開關(guān)穩(wěn)壓器的數(shù)據(jù)手冊(cè)包括效率曲線，以幫助設(shè)計(jì)人員延長(zhǎng)電池壽命，特別是在便攜式電池供電應(yīng)用中。開關(guān)穩(wěn)壓器是便攜式應(yīng)用的有吸引力的選擇，因?yàn)?a target="_blank">電容器和電感器用于存儲(chǔ)能量和轉(zhuǎn)換電壓。但是，必須小心地在IC的效率曲線上為系統(tǒng)設(shè)計(jì)找到最有效的“點(diǎn)”。

對(duì)于開關(guān)穩(wěn)壓器，圖1所示的效率曲線對(duì)設(shè)計(jì)人員很重要。典型的運(yùn)行效率有助于確定最佳電壓在我負(fù)荷，以及PWM或跳頻模式，這將反過來確保設(shè)備實(shí)現(xiàn)最佳效率并延長(zhǎng)電池壽命。

圖1.MAX17031降壓控制器的典型工作效率曲線

對(duì)于線性穩(wěn)壓器，壓差表示耗散或浪費(fèi)的功率。在線性穩(wěn)壓器中，IOUT近似等于I在.功耗為：

VDROPOUT × IOUT≈耗散功率

如圖2所示的接地引腳電流在便攜式電池供電應(yīng)用中也會(huì)消耗功耗。接地引腳電流是未輸送到負(fù)載的功率，因此浪費(fèi)了功率。選擇最佳輸入電壓以實(shí)現(xiàn)最低接地引腳電流也有助于延長(zhǎng)電池壽命。

圖2.MAX16999線性穩(wěn)壓器的典型工作曲線

最后一個(gè)重要步驟是了解系統(tǒng)在每種工作狀態(tài)（即關(guān)閉、睡眠、運(yùn)行等）下的功率曲線，然后確定在每種狀態(tài)下花費(fèi)的時(shí)間。這是一項(xiàng)重要的練習(xí)，因?yàn)樗沂玖舜蟛糠帜茉吹娜ハ颍约霸谀睦飸?yīng)用電源設(shè)計(jì)工作和 BOM 成本。如果您的產(chǎn)品大部分時(shí)間都在關(guān)閉，但仍將低功耗電路偏置在關(guān)閉狀態(tài)，那么花在高功率效率上的錢可能會(huì)被浪費(fèi)掉。相反，專注于低負(fù)載效率和低靜態(tài)工作電流，以優(yōu)化使用大多數(shù)電池能量的性能。相反，具有實(shí)際硬件ON/OFF開關(guān)（斷開電池）的產(chǎn)品應(yīng)設(shè)計(jì)為在典型工作負(fù)載電流（而不是峰值）下實(shí)現(xiàn)峰值效率。當(dāng)然，您仍然需要考慮最大負(fù)載，以確保電源在需要時(shí)可以提供峰值負(fù)載。典型的數(shù)字將是幫助將效率“最佳點(diǎn)”放置在最需要的地方的最佳指南。

審核編輯：郭婷