20年不换电池的物联网设备，靠的是什么？成过多的放电

成过多的放电，从而用户拿到手里的第一件事不是直接开机，而是充电或者更换电池，更低Iq则可尽量避免此种尴尬的发生。
TI如何降低芯片的Iq
低Iq的好处显而易见，但也会带来一系列设计挑战，为此邹鹏介绍道， TI主要通过三方面进行。
第一，是持续改善工艺。利用TI强大的超低漏电工艺和控制拓扑，使晶体管漏电更低。
第二，是开发新型的电路结构实现快速响应。对于电源尤其是DC-DC ，响应速度是很重要的一个指标，因为需要对不同的负载进行瞬间响应。但电路响应速度越快，损耗也会越大。 TI创新性的利用了快速唤醒比较器和IQ反馈控制，可在不影响低功耗性能的情况下，实现快速动态响应。
第三，是继续保持小尺寸，这既包括芯片本身，也包括整个系统的尺寸。随着为了实现低功耗电路的附加电路越来越多，从而导致芯片的面积增大。 TI利用电阻器和电容器的面积缩减技术，非常有助于集中到空间受限的应用中，同时不影响整个静态功耗。
TI近年来一直在开发更低Iq的电源管理芯片，且均具有非常明显的市场针对性，这也是TI一直以来的开发思路。 TI升压和升降压产品线总经理严红辉表示， TI团队在产品开发的前期就同业内客户保持良好的沟通，从而针对共性需求做出更有针对性、可显著解决客户痛点的产品——TPS61904就是一例。
TPS61094——超级电容管理功能的低Iq芯片
超级电容应用前景向好
表计是物联网应用的重要市场之一。智能电表记录消耗量，然后与数据中心或终端客户通信以展示并记录这些数值。智能电表由主电池供电，需要支持长达10年甚至20年的生命周期。一般而言，对于区域覆盖广泛的表计来说，更换电池的运营成本极高，因此需要避免。此外，表计大部分操作都处在轻度负载区，只有在数据传输时才需要高脉冲电流负载。
以流行的NB-IoT技术为例，图表显示了不同NB-IoT操作模式下随时间推移的电流消耗。在数据传送模式下峰值为310mA ，持续1.32s ，负载在不同的操作模式下也显著变化。整个过程的平均电流消耗为30mA ，持续80s 。

文章图片
NB-IoT操作模式的电流及时间消耗
为此，智能电表电池的选型通常是最关键的一步，关系到整个电表的待机功耗和功率架构。电池的种类非常之多，其特性也完全不同，但是大致意义上来讲，存储密度更大的电池，不能支持高脉冲，而高脉冲电池往往密度不够，只能满足瞬时要求。
对于无线表计市场来说，传统做法是使用锂SOCL2电池作为主电池，采用混合层电容器封装技术的LiSOCL2支持瞬时高脉冲工作。但是HLC也存在着几个不足：首先是无法控制放电电流，因此不能工作在最大容量点；其次是在低温环境下特性较差，必须选择尺寸和价格都更高的HLC电池；第三则是如果遇到还无法满足的瞬态电流时，就需要结合主电池共同使用，但此时的瞬时大电流会对主电池的寿命带来部分影响。
目前，业界提出了一种更好的方案，就是采用超级电容来替换HLC ，从而应对无线发送时的突发响应。
超级电容除了可以支持较大峰值负载之外，还可以在遭遇系统断电时提供备用电源功能，并且价格便宜，且产能及可靠性都有所保障。因此，目前超级电容已应用在包括表计、便携医疗设备以及POS机等场景中。比如血糖仪等往往采用纽扣电池，供电能力较弱，因此客户需要一个超级电容支持高负载模式。此外在诸如能量采集系统等应用中，也可能会利用到超级电容产品。