低功耗

低功耗MCU關注參數: 系列 睡眠功耗 啟動功耗 運行功耗(uA/MHz) 下電功耗

品牌 系列 低功耗模式/喚醒時間 運行功耗 掉電
時間
(耗
電)
內核 頻率(MHz) FLASH RAM 低功耗外設
深度
掉電
掉電 深度
睡眠
睡眠 運行
電流
(uA/
Mhz)
最低
運行
電流
低功

UART
低功

SPI
低功

I2C
低功
耗電
NXP LPC54100 135nA 3.5uA 317uA   2.5mA     M4 100MHz 512KB 104KB        
NXP LPC1100 220nA   6uA 2mA 3.3mA     M0 50MHz 32KB 8KB        
NXP LPC800 0.2uA 1.6uA 158uA 1.35mA 1.85mA     M0+ 30MHz 32KB 8KB        
NXP Kinetis L     176nA~
1.9μA/4.4μs~
115μs
  83
μA/MHz
    M0+
48MHz
8K~
256K
1K~
32K
66μA      

相關概念及平均功耗計算方法

低功
耗模
SRAM
保留
供電
電壓
3.3V
供電
電壓
1.8
3.3V供電時喚
醒時間(us)
1.8V供電時喚
醒時間(us)
睡眠 104KB 1.21mA 1.16mA 1.6us 1.6us
深度睡眠 104KB 334uA 261uA 17.9us 22.8us
掉電 8KB(SRAM0) 2.8uA 2.4uA 69.5us;喚醒SRAM
時間18us
72.8us;喚醒SRAM
時間21.4uS
掉電 64KB 5.2uA 5,0uA 69.5us;喚醒SRAM
時間18us
72.8us;喚醒SRAM
時間21.4uS
掉電 96KB 6.5uA 6.0uA 69.5us;喚醒SRAM
時間18us
72.8us;喚醒SRAM
時間21.4uS
掉電 104KB 6.9uA 6.4uA 69.5us;喚醒SRAM
時間18us
72.8us;喚醒SRAM
時間21.4uS
深度掉電 未使用SRAM,RTC使能 400nA 280nA 取決于復位信號速度,
大于為200us
 
深度掉電 未使用SRAM,RTC禁能 250nA 140nA 取決于RTC報警設置,
簡單的代碼RTC報警
喚醒時間約為20ms
 

應用電路框圖

電池使用時間計算公式:

其中,C:表示電池的容量,單位是mA•h ;Iavg:表示一個運行周期內的平均電流。

Iavg的計算原理如下:

第一種情況

如果模塊一直按照周期喚醒工作(比如藍牙發送廣播幀),那么其計算方法如下:

在一個低功耗系統中,一個運行周期包括工作時間(T_H)和睡眠時間(T_L),在工作時間內,MCU及外設電路消耗的總電流比較大(I_H),在睡眠時間里,MCU與外設消耗的電流小(I_L),因此一個運行周期內的平均電流的計算公式如下:

在計算消耗的電流時,要把電池供電的MCU部分和外設電路部分都要考慮進去。(不同的電路的平均功耗計算方法是一樣的)

第二種情況

如果模塊長期處于睡眠狀態,只是偶爾的喚醒運行一下(比如隔一個小時監測一下室內溫度這種應用),則其平均電流基本上就等于睡眠電流:

低功耗產品了解需求的典型問題

  • 客戶選用多少mAH電池,希望整個系統能運行多長時間?或 直接供電的電流要在多少mA以內?
  • 客戶產品工作模式如何?是否周期性喚醒,還是有按鍵時喚醒?
  • 從喚醒到工作,可以允許的時長是多少?對啟動速度是否有要求?
  • 處于低功耗或睡眠模式時,是否有通信或采集數據等的需求?
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