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[原创] 如何进行低功耗硬件电路设计

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    发表于 2014-6-11 14:55:41 |显示全部楼层
    如何进行低功耗硬件电路设计

    by 灰小子(dirtwillfly)


        说到如何低功耗设计,大家肯定第一时间想到MSP430。是的,msp430的特长就是进行低功耗。使用这片芯片,能使得产品的大脑——微控制器的功耗更低。然后哪?然后,有的同学说就没有了。也有的同学会说,要在不进行处理事情的时候进入低功耗状态,在需要处理事情的时候唤醒msp430。
        但是,进行这样的处理就能得到低功耗的产品或设计了吗?
        前段时间,看到一个网友在论坛问,为什么我使用了msp430进行设计,不操作时也进入了低功耗状态,功耗怎么还那么高啊?让我实在不无语。
        一个产品的低功耗设计,并不仅仅只是采用一个低功耗的MCU就能解决的问题。产品的低功耗,不久取决于MCU的低功耗,也取决于低功耗的外围硬件电路。
        一、低功耗系统的电源电路
        在常见的开发板中,广泛采用了78XX、LM1117等系列三端稳压器,但这些稳压芯片却并不适合进行低功耗产品设计。低功耗设计若要进行稳压电路设计,必须采用低功耗的LDO,如TI的TPS797系列,自身功耗仅1.2uA。
    对于采用1.5V电池供电的产品,就要采用低功耗的升压电路。如TI的TPS6030X采用电荷泵结构,增加几个外接电容能够在0.9~1.8V输入电压范围内保证3V或3.3V稳压输出,自身功耗只有65uA。并且带有开关脚EN,EN接低电平时输出关闭,功耗下降到1uA以下。
        对于在电池不同的电压时,分别要进行升压或者降压的电路,可以使用低功耗的升降压稳压电路,如TI的TPS630,可以在1.8V~5.5V电压范围内,稳定地输出3.3V电压。当然,这种电路比低功耗LDO的功耗要略高,它静态功耗为30~50uA。
    另外,当产品不需要一直待机时,可以采用受程序控制进行断电的电源开关电路。让产品在不使用时自动断电,从而功耗更低。
        二、外部电路的电源管理
        采用带关断功能的器件。对于不需要一直工作的当外围器件,当不工作时,尽量关断该部分电源,以达到更低的功耗。对某些没有关断管脚的电路,可以采用MOS管、CMOS驱动器等电路实现电源开关,对局部的电路进行电源管理。
    当然,如果能采用零功耗的外围电路就是更理想的了。
        三、避免IO口漏电流
        当外围电路没有电源时,IO口仍然可能会是潜在的电源输出。所以当外围电路断电后,IO状态应设置为输入状态或者输出低电平状态,避免漏电流。
        四、低功耗的信号调理电路
        对于各种传感器,大量信号调理电路被采用。而非常多的经典的信号调理电路却并没有考虑功耗问题。对于低功耗产品设计,应该采用低功耗的信号调理电路。比如采用低功耗运放,TLV2241等每运放功耗仅1uA。低功耗的同向放大器或反向放大器,低功耗的I/V变换电路,低功耗的仪表放大器等等


    轻轻地
        我走了
           正如我轻轻地来
    挥一挥衣袖
       不带走一片云彩
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    发表于 2014-6-11 15:01:40 |显示全部楼层
    恩!说的没错呢!低功耗设计不会因为你用了一个低功耗的MCU就降低功耗了,那要看硬件电路的整体设计呢。
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    发表于 2014-6-11 15:34:16 |显示全部楼层
    赞一个~~~~~~~~~~~···
    第五年了,这次一定要坚持到底,不留遗憾!!!
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    发表于 2014-6-11 18:14:50 |显示全部楼层
    马克。。。。
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    发表于 2014-6-11 21:59:14 |显示全部楼层

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    发表于 2014-6-12 06:21:15 |显示全部楼层
    谢谢楼主分享
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