一台大半辈子在睡觉的电池设备，电源管理决定了那颗电池能撑多久，而真正要紧的数字不是满载时的效率，是设备什么都不干、空在那儿时稳压器自己抽走的电流。一颗在一百毫安下有九成效率、却在空闲时烧掉二十微安的料，能比应用本身更快把一颗纽扣电池抽干，这正是那个让习惯了设计常通电板子的团队措手不及的反转。

这就把电源管理这几颗料变成一个真正要选的问题，而不是从上一版设计照抄过来的一行。稳压器、负载开关、一颗电量计、以及有的话还有一个能量收集前端，每一个都在啃这点能量预算，而给一个会睡的节点选它们，遵的规矩和给一块市电供电的板子不一样，那种板子空闲电流从来不算数、满载效率就是故事的全部。一颗在参数搜索里看着一模一样的料，可能在那个唯一定续航的数字上差一个数量级，而看错了那一列，正是一个设计悄悄达不到它数据表看着像承诺的续航的原因。

静态电流才是那个数字

静态电流，就是一颗稳压器在几乎没有负载时、为维持自己运转而消耗的那点电流，听着像个脚注，对一台会睡的设备却是头条。一个每分钟才醒来几毫秒的节点，几乎所有时间都只抽它的睡眠电流，而稳压器自身那点静态消耗是这个地板的一个固定部分，不管设备有没有活要干，它每一秒都在流。一颗静态电流十微安的稳压器，压在一个平均才几微安的负载下，光靠自己就主导了整个预算，所以这颗料得先按它空载时花多少来选，远在它满载花多少进入讨论之前。数据表上用粗体印的那个效率，反过来，是在一个睡着的设备几乎从不触及的负载下量出来的。

看清它的办法，是把设备所处的两个状态各掂一掂。有功电流乘以醒着的那一小片时间，加上睡眠电流乘以睡着的那一大片更长的时间，得到电池真正感受到的平均值，而在一个每分钟醒一次的节点上，睡眠这一项以很大优势胜出。在有功这边省下几毫安，当设备只在一生的千分之一里醒着，买不到多少；在地板那边省下几微安，买到的是好几年。

那个陷阱在于，数据表上印得大大的效率数字，是在一个睡着的设备一小时才看到几毫秒的负载下量的。一颗标称在半安下九成五效率的开关稳压器，到一百微安时能掉到那个数的一个零头，在那里它花在开关动作上的能量盖过了它送出去的能量，于是一颗在头版看着出色的料，对一个平均负载坐在测试点底下一千倍的节点，成了错的选择。这正是用对电源管理芯片把电池续航拉长的核心：去读静态电流、以及在设备真正跑的那个负载下的效率，对一个会睡的节点来说那意味着表格里埋着的轻载和空载那几列，不是顶上那个粗体数字。新一代的料正是围着这件事造的，静态电流压到几百纳安、开关方式只在一个微小负载要的时候才脉冲一下，于是一颗降压终于能在空闲消耗上跟一颗 LDO 较量、又在无线电醒来抽真电流时守住开关器的效率。从这种读法里长出来的架构通常是分开的：一路又小又省、一直醒着的轨，托住那些绝不能断电的部分，和几路更大、在工作的脉冲之间整个切掉的轨，于是那条常开的路按纳安来定尺寸，而那条重载的路只在有东西需要它时才存在。把常开轨弄错，是一个设计以一个从原理图上谁也解释不了的倍数错过续航目标的那条安静路子，因为每颗料看着都对，只有在真正空闲下量一次电流，才看得出电荷漏在哪。那次测量本身是个不小的挑战，因为几微安的空闲消耗，落在一台普通台式表的噪声附近，常常得有一个专门的小电流档、或一颗为睡眠态配好的取样电阻，才读得出来。防住它的纪律，是先给睡眠态做预算、点名那几样必须保持供电的东西、选那颗以最低长流消耗把它们托住的料，然后把其余一切都当成一个要切掉的负载、而不是一个要稍微调低一点的负载。

那一路常开轨

那一路永不关断的轨，给整台设备定下地板，所以它值得最仔细地看。它带的电流很小，一颗深睡的微控制器、也许再加一个实时时钟，可它不停地流，而托住它的稳压器，是先按静态消耗和噪声、再按别的来选。

当这条轨还得干净时，一颗低噪声 LDO 凭自己就站得住。LP5907SNX-3.0/NOPB 托起一路安静的常开轨，一颗带高电源抑制比的低噪声稳压器，适合一路敏感的模拟或射频供电，那里一颗开关器的纹波会直接折进信号里，而它空闲时抽得够少，能坐在一条常开的路上而不糟蹋预算。它拿开关器的效率，换来安静和少的物料数，这在一条轻载、压降损耗小、干净供电比最后那一点效率更要紧的轨上，是对的取舍。

当任务是一路又小又省、没有噪声顾虑的轨时，料变得更朴素。MCP1700 担起一颗低静态的小电流 LDO，一颗便宜的稳压器，以低静态消耗送出一点不大的电流，适合在一个输入离输出足够近、LDO 的压降损耗很小的节点上，给一颗微控制器和一个传感器供电。当轨很轻、输入余量又紧时，它就是默认，是那颗在简单和价格压过开关器能添的那点效率时被挑中的料。

当输入到输出的落差变大时，一颗 LDO 把那个差当成热烧掉，而一颗降压成了高效的答案，前提是它空闲时也省。TPS62840 给出一颗超低静态电流的降压，一颗降压稳压器，静态消耗落在几百纳安，让一个设计能在很宽的输入范围上拿到开关器的效率、又不付老式降压背的那笔空闲罚款。正是它让一条切换的常开轨在电池上变得实际，几年前那个选择会纯为压住空闲电流而默认倒向一颗 LDO，而它改写了那个分开的架构，让那条省电的轨在输入需要时也能当一颗开关器跑。一个随电池放电而下掉的宽输入，正是它划算的地方。

把睡着的切掉

凡是在工作的脉冲之间什么都不抽的东西，都该把它的电源切掉、而不是调低。一颗负载开关来干这件事。

升压、收集、计量、并把其余关掉

一颗电池的电压随放电而下掉，而一台需要一条稳定的、在那条下掉电压之上或横跨它的轨的设备，需要一颗既能降压又能升压的稳压器。TPS63070 给一个节点一套降压升压一体，不管电芯坐在目标之上还是之下都把输出稳住，适合一台单节设备，它得从一颗新电芯一路工作到一颗几乎放平的，而不是在电压越过那条轨时就掉出来。它在任何一条得熬过电池整条放电曲线的输出上，挣回它多添的那点复杂，也拿掉了那个纯为了待在一颗固定稳压器输入窗口之上、而把电芯做大的诱惑。

当设备自己采集能量时，前端得把一点微小、不规律的输入用起来。BQ25570 把微弱的能量收成一条能用的轨，从低到一片云下的小太阳能片、或一个不大的温差还能挤出点东西的输入电平起步，带最大功率点跟踪、把源能给的尽量多地抽出来，再用一个充电器把它存进一颗电芯或一个电容、供设备从那儿取。它把一个弱到没法直接用的源，变成一条节点能活在上面的轨。

知道还剩多少电是它自己的一件活，而在一台电池设备上，光从端电压去猜并不可靠。MAX17048 给电池设备当一只电量计，用一个会按负载和温度去修正的模型来跟踪荷电状态，好让设备能报一个真的电池百分比、在它没电之前预警，而不是去读一个负载下说谎、歇下来又回弹的塌陷电压。它抽得够少，能留在那条常开轨上供着，而凡是一个错的低电量估计比那颗料更费钱的地方它都挣回自己，在一台得管好一次干净关机、或在电芯耗尽前发出最后一条消息的设备上。

回到那颗负载开关，那颗切掉电源、而不是调低它的料。TPS22918 当一颗切掉空闲电路的负载开关，一颗受控的开关，在一个传感器、一个外设、或板上整整一个子区段闲下来时把它断开，把它的漏电整个从睡眠预算里拿走，而不是把它托付给一个还在抽点东西的低功耗模式。一段被彻底切断的电路，在设备数着微安的时候，每次都赢过同一段闲着的电路。

贯穿这一整套，纪律是一样的：按空闲电流给那条常开的路定尺寸、把一切能切的都切掉、并在设备真正跑的那个负载下读每颗料，而不是数据表领头摆出的那个。升压在电芯下沉时把轨托住、收集器在有能量可收的地方把它续上、计量器说还剩多少、负载开关把空闲的区段整个从预算里拿走。把围着一条省电常开轨的这四样弄对，电池就花在活上、而不是花在活与活之间的缝里，而在一台会睡的设备上，那些缝正是电荷本来会悄悄溜走的地方。