1. 背景介绍

在测量超低静态电流（IQ）设备的效率时，常见的误差来源于实验设置。对于静态电流小于1 µA的设备，测量电流非常小，可能导致测得的轻负载效率低于数据手册中提供的效率值，甚至低于实际应用中的效率值。本文介绍了如何通过改进测量设置，克服这些问题，从而获得准确的效率数据。

2. 测量效率的基本原理

效率定义为：

正确的测量效率需要避免在测试过程中引入不必要的误差。测量中常见的误差源包括电压表和电流表的引入电流、输入电容的泄漏电流等。对于超低IQ设备，这些误差源会对轻负载效率造成显著影响。

3. 测量设置问题

• 输入电压表的输入电阻：常见的数字万用表（如Fluke万用表）具有10 MΩ的输入电阻，这会引入小量的电流（例如，在3.6V下为0.36 µA），从而影响输入电流的测量。若测试的是低IQ设备（如TPS62740，IQ为360 nA），这个漏电流可能达到输入电流的一半，导致测量效率偏低。

• 输出电压表的额外负载电流：输出电压表同样会引入电流，增加了输入电流，进而导致测量效率偏低。

• 输入电容的泄漏电流：用来平滑输入电流的电容，如果选择不当，可能存在较大的泄漏电流，影响输入电流的测量，从而降低效率计算的准确性。

4. 测量问题的解决方案

为了解决以上问题，采取以下几种方法：

• 避免使用有较大漏电流的电压表：使用高品质、低漏电流的电压表。对于Fluke万用表，漏电流为360 nA，可以考虑采用更低漏电流的仪器，如Agilent 34410A万用表。

• 移位电压表连接位置：在输入电压表和电流表之间增加电压表，避免电压表漏电流影响测量结果。

• 补偿电压表漏电流：可以使用额外的电流表来测量电压表的漏电流，然后从总电流中减去该漏电流，从而获得更准确的效率数据。

• 选择低漏电流的电容：建议选择X5R或X7R介质的陶瓷电容，这些电容具有较低的漏电流，适合超低功耗设备的效率测试。

5. 实验结果

图3比较了不同测试设置下的效率测量结果。正确的测试设置使用了100 µF的陶瓷输入电容，并补偿了电压表的漏电流。测试结果显示，在不考虑漏电流时，效率数据较低，且随着测试设置的错误增多，效率测量误差也逐步加大。

6. 其他注意事项

• 远程感应线的影响：在测量过程中，远程感应线可能会引入额外的电流，从而影响效率测量结果。应将远程感应线连接到输入电流表之前，而不是之后，以减少误差。

• 反馈电阻的影响：外部反馈电阻可能会引入额外的电流，导致效率下降。因此，建议使用内部反馈电阻，以减小外部噪声对效率的影响。

7. 结论

超低IQ设备的效率测量挑战在于电流非常小，且容易受到测量设备的影响。通过合理的测量设置、减少设备的漏电流，可以有效提高效率测量的准确性。了解并解决这些问题对于确保实际应用中的效率表现至关重要。