干货收藏版:电子产品的低功耗设计都需要注意哪些?

电子产品有的是强电供电，例如各种家电设备，也有很多产品是电池供电，例如各种手机和穿戴设备，往往交流电供电的产品虽然也有能耗的要求，但是这类产品至少没有使用时长的焦虑，除非断电，否则通电即用。电池供电的产品则不然，尤其是耳机、手表甚至是一些安装干电池/纽扣电池的产品，我们则是希望它的使用寿命越长越好，所以对它耗电量的管控则是首当其冲的重中之重。

低功耗设计有以下几个要点要注意：

1、首先注意低功耗器件的选择；

每一个器件都要考虑功耗，主芯片，运放，射频芯片，DCDC，LDO等等，芯片的低功耗跟生产工艺相关，尽量选择nA级休眠，uA级运行的MCU或者SOC，规避高漏电流的老旧工艺物料。

这个项目在选型时重点关注：休眠电流，运行工作的电流，从休眠到工作的唤醒响应时间。

2、电源的持续供电考量；

有些非必要的电路部分可以考虑使用Load Switch切断电源，使其完全无电量消耗，这比待机的微安级别还要省；

具体方式是采用独立的电源开关或者MOS管给不同的外设分别供电，例如传感器，无线模块，背光，功放器件，继电器等等，只要不使用的时候，就尽量彻底断电，不要小看每颗芯片的待机电流。

3、用触发代替连续采样；

有很多省电的逻辑都并非是持续工作，而是间断工作，以Bluetooth蓝牙为例，为什么BLE比传统蓝牙功耗低那么多呢？原因是非必要时BLE会休眠，而不是像传统蓝牙那样持续保持连接。用触发代替连续采样也是如此，能够使用中断的场景肯定是要优于ADC采样的。

优选那些可以间歇工作，可以断电类型的传感器等物料，避免需要常通电的模拟传感器。像一些无线模块，例如WiFi，蓝牙等，如果支持定时唤醒则更好。

4、避免IO漏电；

以上第二点为例，电路中可能有持续供电的器件，也可能有不上电的器件，要注意两者之间的漏电情况。我在实际项目中就见过这样的情况，原本是被MOS管截止通电的后部分电路，竟然可以测量到电压，就是因为芯片有2路通信接口上拉接的电源并非是MOS管后而是持续有电的网络，导致了漏电流产生。

IO的上拉和下拉电阻阻值也需要注意，避免过大或者过小导致大的漏电流。

5、宽压器件的选择

每一路电源转换，无论是LDO还是DCDC，均有效率的损失，比如锂电池供电电压范围一般是3.0V~4.2V，如果所有器件均支持这个电压范围正常工作，那么则可以省去电压转换芯片带来的能量损失，提升续航。像蓝牙耳机一般都是这种设计。

6、软件配置方面

正常工作使用高速时钟，休眠切换到内部RC或者外部的32.768K低速时钟。工作模式策略需要严格注意从休眠唤醒开始，快速采集，处理然后立刻回到休眠状态，尽量减少活跃的工作时间，能在几ms内处理完绝对不做到几S级别，全部用中断和定时器进行唤醒。

另外有一些传感器也有采样频率的设置，在满足产品功能和性能的前提下，尽量降低采样率，例如可以1秒钟采样一次，那最好不要10ms采样一次。

总结：

低功耗的设计并不是一蹴而就的，不是说节省了某一块地方就万事大吉了，它是需要在各个地方深抠细节，大到器件的工作状态，软件算法，小到一颗电阻的阻值，某一处的漏电流，只有汇集了所有能节俭处的涓涓细流，才有电池产品的续航时间的保证。

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