2021年，德州仪器推出了一款名叫TPS61094的双向降压/升压转换器，它凭借60nA的超低静态电流，给长期运行的物联网设备解决了一个大问题。在智能水表、烟雾探测器还有可视门铃这类用电池供电，并且要工作10年以上的设备里，工程师们都得考虑怎么让电源芯片在不干活或者干活少的时候少耗电，同时还得能应对突发的大电流需求。静态电流就是这些芯片在闲着的时候自己吃电的量，对于那些靠锂亚硫酰氯电池供电的家伙来说，这个数字太关键了。要是静态电流有1微安，光是芯片自己一年就要消耗8.76mAh的电量，10年就有87.6mAh，对于总容量才几安时的电池来说，这可是一笔不小的开销。TPS61094把这个数给降到了60nA，变成了同类产品中升压芯片IQ的三分之一，这样它一年吃电才0.525mAh，10年也才5.25mAh，完全可以忽略不计。它最大的创新在于整合了双向的降压和升压功能，内部自带了降压超级电容充电器和升压DC-DC转换器，把充电放电这两回事儿都管了。这种设计让工程师不用再去外面买降压充电器和一大堆电感电容了，元件数量直接砍了一半，板子的空间也被省下来了不少。以前为了对付瞬间的大电流峰值，大家不得不给锂亚硫酰氯电池旁边并联个很贵的混合层电容器HLC，虽然它能提供大电流脉冲但成本高还不耐用。现在有了TPS61094这种60nA的超低功耗加上超级电容管理电路，大家可以用更便宜的超级电容来代替HLC，不仅满足了电流需求还把电池寿命延长了至少20%。除了省电，TPS61094升压模式下能输出2A的电流限制能力，这可是其他同类升压芯片的两倍。这种强大的输出能力让它能支持各种无线收发模块像NB-IoT、LTE-M、Wi-SUN还有Bluetooth这些都不在话下。拿NB-IoT模块来说吧，它发射的时候需要至少200mA的电流支持，就算电池电压掉到2.5V以下它还得接着工作。TPS61094能持续输出超过250mA的电流而且输入电压低至0.7V都没问题。在需要断电保护或者需要持续供电的医疗设备、工业控制器里，它的双向架构让超级电容可以在平时充电备着一旦主电源断开就自动放电供电特别可靠。 在智能仪表系统里应用TPS61094的方案后效益特别明显。以前的智能水表需要经常换电池运维成本高得很现在用了这种搭配超级电容的方案不仅电池寿命长了大功率无线通信时也更稳定了德州仪器的应用手册专门讲了这个技术细节未来的趋势肯定是向着既要低功耗又要高性能还要便宜去发展TPS61094就是个例子通过新架构和新工艺在这两者之间找到了一个平衡点相信以后会有更多类似产品出来让物联网设备更耐用更强大也能支持更复杂的功能更好地推动智能家居、智慧城市和工业物联网的发展。