7.4V锂电池供电，如何降低单片机功耗

thunderfk · 发表于 2012-2-28 21:40:24

设计手持式的产品，用7.4V锂电池供电，想请教一下功耗问题。
准备采用ATtiny13A，它的datasheet第一页最下方写：
Active Mode:
• 190 μA at 1.8 V and 1 MHz
只用过51和AVR单片机，不知道ATtiny13A算不算功耗低的。

1、电源问题
7.4V锂电池，实际电压为6V至8.4V，因此需要降压供单片机使用。
有线性电源和开关电源两种方案。开关电源效率较高，但需要二极管、电容、电感，体积较大。
单片机本身的功耗很低，不知道是否有必要使用开关电源。

2.还是电源问题
假定采用线性电源。单片机通常用5V或3.3V供电，不知道哪种功耗更低。
功率的计算公式为：
P=U*I
其中，P为功率，U为电压，I为电流。
假定I相同，自然是U越小，P就越小。但是线性稳压器也是要耗电的(假定是理想的线性稳压器)：
单片机5V电压，稳压器损耗(7.4-5)*I
单片机3.3V电压，稳压器损耗(7.4-3.3)*I
总功耗都是7.4*I，没有区别。关键在于电流I。
不知道5V和3.3V，哪种情况下单片机的电流更小。

clizhi · 发表于 2012-2-28 21:51:28

要计算下3.3v部分的功耗具体是多少，DC/DC也有个效率问题

monlika · 发表于 2012-2-28 22:46:11

应该选用低功耗线性稳压器, 例如MIC5205之类, 不过5V 还是3.3V电流小, 还是等楼下回答

neutronlmk · 发表于 2012-2-28 22:53:31

有低功耗的稳压模块如ht7333，功耗很小。

313157950 · 发表于 2012-2-28 23:12:41

如果只看单片机，好像430的功耗更低，430再加上3.6v的锂电池，好像就符合你的要求。再加上一个线性稳压器，这上面消耗的功率p就是3.6*单片机电流了。

Hunter · 发表于 2012-2-29 00:19:05

AVR单片机3.3V功耗明显小于5V电压下的功耗。

llssr · 发表于 2012-2-29 08:18:04

单片机不是最主要的耗电大户，一般低静态功耗LDO就可以，如HT7333 ，电流150mA,静态功耗9uA，最大输入8V好像，可以前面串联个电阻；S-1142 精工芯片，静态功耗9uA，输入电压最高到50Ｖ，电流最大150m最大A

xieguangye · 发表于 2012-2-29 08:47:31

TI的电源方案里有一款占面积很小的适用电池的开关电源方案。你可以考虑下。

单片机的功耗有2个特点。

1.同样电流下，电源电压越低，功耗越低。所以一些低功率MCU可以工作低到1.8V。

2.频率越低，功耗越低。在能保持系统响应的情况下一些低功耗系统往往可采用32768Hz做为主频率

dingliming · 发表于 2012-2-29 10:27:18

mark

xiaoxu191 · 发表于 2012-2-29 10:43:03

楼主发了一个主题就不冒泡了。
要知道的事情还多着：
- 空闲模式和掉电模式的设置；
- 掉电以后的唤醒；
- 外设的功耗控制；
- 是否有电源开关，没有的话软关机是一键还是两键开关机？
建议先在论坛里找找过去的帖子，再好好研读MCU的手册。

shin555 · 发表于 2012-2-29 18:52:23

1.电池供电不太清楚电源转换的具体功耗。
2.低电压，低功耗。再就是设置上9楼的大哥所列出的，当然也只说了其中一部分。还是仔细看看手册吧

thunderfk · 发表于 2012-2-29 20:54:35

多谢楼上各位

thunderfk · 发表于 2012-2-29 21:04:20

回复【7楼】xieguangye 谢光业
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请问一下，“占面积很小的适用电池的开关电源方案”，能否具体一些？

thunderfk · 发表于 2012-2-29 21:12:23

回复【4楼】313157950
如果只看单片机，好像430的功耗更低，430再加上3.6v的锂电池，好像就符合你的要求。再加上一个线性稳压器，这上面消耗的功率p就是3.6*单片机电流了。
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主电源必须用使用7.4V的锂电池，因为还要给其他模块供电。
我只设计单片机部分，单片机的电源就只好从主电源上获取了。

thunderfk · 发表于 2012-2-29 21:17:06

回复【9楼】xiaoxu191
楼主发了一个主题就不冒泡了。
要知道的事情还多着：
- 空闲模式和掉电模式的设置；
- 掉电以后的唤醒；
- 外设的功耗控制；
- 是否有电源开关，没有的话软关机是一键还是两键开关机？
建议先在论坛里找找过去的帖子，再好好研读mcu的手册。
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整个设备有一个电源开关，打开开关直接满负荷工作，不使用休眠模式。
我主要想问的是，用7.4V锂电池如何给单片机供电，功耗才最低。
注意是“降压电源+单片机”的总功耗。

thunderfk · 发表于 2012-2-29 22:36:10

回复【3楼】neutronlmk 撒哈拉企鹅
有低功耗的稳压模块如ht7333，功耗很小。
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回复【6楼】llssr
单片机不是最主要的耗电大户，一般低静态功耗ldo就可以，如ht7333 ，电流150ma,静态功耗9ua，最大输入8v好像，可以前面串联个电阻；s-1142 精工芯片，静态功耗9ua，输入电压最高到50ｖ，电流最大150m最大a
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非常感谢推荐的芯片。

OTD_WIND · 发表于 2012-3-1 00:09:38

用TI的开关芯片TPS62290，150ma的电流的话用0402的电感都行。

xiaoxu191 · 发表于 2012-3-1 01:01:14

回复【14楼】thunderfk
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有电源开关就好办。主要考虑稳压器上消耗的功率。
如果整机电流不大，或者电池和工作电路的压差不大，就用LDO好了，这时稳压器上消耗的功率不大，如果用DC-DC降压，效率的贡献不明显，电路还复杂。LDO选择很多，如果电路的功耗不在乎的话，甚至AMS1117都是好的选择；当然，我也喜欢Holtek的稳压器，便宜，选择也多。
反之，如果稳压器上消耗的功率大（电流大，压差大），就用DC-DC降压，效率要高一些。
还有，你说“打开开关直接满负荷工作，不使用休眠模式”，其实全速工作和设置空闲模式，MCU功耗可能有10倍的差异，还是值得注意的。

hailing · 发表于 2012-3-1 08:06:52

单片机加外围小于5ma建议使用ldo.关dcdc的en，电流增加后开dcdc，单片机系统的电流直接用万用表测
。转折电流看具体dcdc手.一般的10ma以下效率小于50

llssr · 发表于 2012-3-1 08:15:43

回复【17楼】xiaoxu191
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就算单片机功耗不大，也不能选择AMS1117这种传统的LDO，静态功耗太大，用过精工那个IC，静态电流的确是那么小，测试过电压在4V~22V输入，输出3.300V，只是最后一位变化到3.301V（空载），帯载PIC低功耗单片机（10mA），变化范围是3.295~3.299

stm8s · 发表于 2012-3-1 08:29:29

Mark

Etual · 发表于 2012-3-1 09:25:29

HT7333 是比较好的办法，一般的普通项目整个系统几十uA还是可以接受的。单片机要进入睡眠，IO变化唤醒，定时器唤醒等
单片机本身的耗电也是比较小的。

zzz1367 · 发表于 2012-3-1 09:50:12

mark
谢谢

fsclub · 发表于 2012-3-1 10:03:51

回复【2楼】monlika 电子钟
应该选用低功耗线性稳压器, 例如mic5205之类, 不过5v 还是3.3v电流小, 还是等楼下回答
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线性稳压器有低功耗的？？？

你的欧姆定律是体育老师教的吧？

最好的办法是串个5V稳压管。
小电流下DCDC的效率也不行，和线性稳压差不多。

zhanan · 发表于 2012-3-1 10:22:07

回复【楼主位】thunderfk
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5V和3.3V，哪种情况下单片机的电流更小: 当然是3.3V的电流更小，看手册。

和7.4V的锂电池相比，tiny13a的功耗（本身的功耗）可以忽略不计。
关键是输入输出电路，耗电又是多少，这个才是关键。

thunderfk · 发表于 2012-3-1 20:35:14

回复【17楼】xiaoxu191

有电源开关就好办。主要考虑稳压器上消耗的功率。
如果整机电流不大，或者电池和工作电路的压差不大，就用ldo好了，这时稳压器上消耗的功率不大，如果用dc-dc降压，效率的贡献不明显，电路还复杂。ldo选择很多，如果电路的功耗不在乎的话，甚至ams1117都是好的选择；当然，我也喜欢holtek的稳压器，便宜，选择也多。
反之，如果稳压器上消耗的功率大（电流大，压差大），就用dc-dc降压，效率要高一些。
还有，你说“打开开关直接满负荷工作，不使用休眠模式”，其实全速工作和设置空闲模式，mcu功耗可能有10倍的差异，还是值得注意的。
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整机还是有较大功耗的。整机有两个模块：
一个模块直接用锂电池的7.4V，功耗较大；第二个模块是控制部分（单片机模块，可以使用任何单片机支持的电压），为第一个模块服务。
虽然主要的功耗是第一个模块，但单片机模块仍需考虑功耗问题。
请问这种情况下，怎样给单片机供电功耗最小？
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空闲模式省电，这是显然的。
不过单片机的选择与程序编写都是为了第一个模块服务而设计的，不能够空闲。

thunderfk · 发表于 2012-3-1 20:39:02

回复【16楼】OTD_WIND 烽
用ti的开关芯片tps62290，150ma的电流的话用0402的电感都行。
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非常感谢推荐的芯片

Hunter · 发表于 2012-3-2 11:47:42

1）楼主要是必须从7.4V这么高的电压下得到单片机电压，且单片机又不能休眠的话
那么就选择一些小电流的DCDC（Ti估计有）和精工的S-812C 系列LDO（自身消耗在2uA）
实际测试一下那种效率高。

2）换个思路，7.4V锂电可以考虑两节锂电组合，从其中一节取3.6V出来，用LDO变成单片机最低功耗时的电压值。

3）如果考虑串稳压二极管，比起LDO，倒是可以省掉LDO自身消耗的电流，但在电池最低时单片才1V，必须选择宽电压范围的。
整个过程中是一个动态的功耗消耗曲线，要结合第1）点一起考虑，说不准这个串二极管也不是最低的。

thunderfk · 发表于 2012-3-2 18:55:51

回复【27楼】Hunter
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2）锂电池是数码相机里的那种锂电池，分不开的。

3）稳压管似乎是需要有足够电流才能稳压的，小电流情况下好像不能稳压的吧？

或者有什么性能好的二极管，可以在1mA以下就能稳压？

lexiaoyao2012 · 发表于 2013-9-27 14:47:29

我现在也再用7.4伏供电.想找个低功耗方案.

7.4V锂电池供电，如何降低单片机功耗

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