电池电源控制和保护的低静态电流解决方案

能，器件的静态电流在正常运行时也仅为 4µA，将 LTC4231 置于停机模式时，可将其 I_Q 降至 0.3μA，并关断外部 N 沟道功率 MOSFET 以断接下游电路，从而延长电池备用时间。为了确保低电流运行，欠压和过压阻性分压器被连接至一个选通接地，从而将其平均吸收电流降低 50 倍。

>>>>  降低静态电流的方法

LTC4231运用了两种创新方法以降低其在正常操作期间的电流消耗，同时提供与其他大消耗电流控制器毫无差别的保护功能。为了接通外部 N 沟道 MOSFET 和降低其导通电阻，LTC4231 采用了一个内部充电泵，以产生一个至少比输入电压高 10V 的栅极电压。在其他控制器中，充电泵即使在栅极被驱动至导通之后也是持续地工作，虽然基本上处于闲置状态，但对于静态电流消耗 "贡献" 显著。与此不同，LTC4231 则是在 MOSFET 栅极达到其峰值电压之后关断充电泵。如果栅极电压由于漏电的原因下降，则充电泵接通以提供一个电荷脉冲，从而刷新栅极电压。在图 4 中以 0.1µA 和 1µA 的栅极漏电流为例对此进行了说明。该方法把充电泵电流消耗减小了 50 至 100 倍，这是因为充电泵接通时的电流消耗为 200µA，但在睡眠模式中则降至 2µA。

图 4a：为了降低静态电流，LTC4231 周期性地启动充电泵，以按需刷新 MOSFET 栅极电压。

图 4b：针对两个不同的栅极泄漏例子 (ΔV_GATE 是栅极至源极电压，I_CC 是 LTC4231 的电流消耗) 显示 MOSFET 栅极电压刷新率。

降低 LTC4231 静态电流的第二种方法是，每隔 10ms 对输入电压采样一次，以确定输入电压是否已经低于欠压门限或高于过压门限。该器件还为外部输入电压的电阻分压器提供一个选通接地连接 (GNDSW) (图 5)。偶尔采样使电阻分压器的电流消耗降低50倍，这是采样周期 (10ms) 除以采样窗口 (200µs) 得出的。监视 UVL、UVH 和 OV 引脚的比较器在采样窗口中接通，从而使平均电流消耗也降低 50 倍。10ms 采样周期对电池而言能够很好地发挥作用，因为随时间流逝其电压变换很缓慢。不过，如果在启动时发生欠压或过压情况，LTC4231 就保持 MOSFET 断开，以隔离超范围电压，防止其传播到负载。

图 5：每隔 10ms 在 200µs 窗口 (2% 占空比) 内监视输入电压，以将 UV/OV 监视电流消耗降低 50 倍。在采样窗口中，GNDSW 通过一个内部 80Ω 开关连接到 GND。

结 论

出于功能性、便携性和方便性的原因，许多新兴电子应用 (如无线传感器、健身追踪器、增强现实眼镜、无人机、机器人等) 均采用电池供电。锂离子电池等高能量电池已经把电池安全性的问题带入了公众视野。LTC4231 为特别重视节能之应用中的热插拔和电池保护提供了一款简单、紧凑和坚固的微功率解决方案，从而可避免系统遭受电池深度放电、输出过载或短路、过压和电池反接的损坏。