作者:Aaron Paxton

 没错,当您想到TI 一流微控制器 MSP430 时,低功耗是首先浮现在脑海的特性之一。毕竟,这是就 MSP430 在电池供电应用中如此受欢迎的原因。您可通过限制电池流耗,有效延长您应用的电池使用寿命。鉴于锂离子电池技术的缓慢发展步伐,当务之急是通过限制功耗来为您的应用实现最佳电池使用寿命。

这非常直观。

如果我告诉您增加一个额外的组件您可节省 30% 甚至更多的电源呢?没错,增加一个附加组件确实有助于将电池使用时间延长几小时。我知道您肯定会认为这有点难以置信。但我敢保证这完全有可能。

这正是稳压器的用武之地。

通常在小型便携式应用中,最简单明了的方法就是直接将 MSP430 连接至电池。毕竟,MSP430 具有宽泛的工作电压(1.8 至 3.6V),这取决于您想让您的内核在多大频率下运行。如下图所示。

例如,我们可以在无需任何额外稳压情况下,使用两节 1.5V 碱性纽扣电池给 MSP430F2274 供电。电池提供的 3V 电源可在几乎所有系统频率下为 MCU 供电。但是,在 16MHz 频率下运行系统时需要最低 3.3V 的电源电压。

当查看不同电源电压(系统频率组合)下的流耗时,事情就变得有意思了。查看下图 2 和下图 3:

一看您就会明白,在特定频率下,如果增加电源电压,流耗就会随之上升。反过来,如果我们让电源电压保持不变,增加工作频率,流耗也会上升。从以上观察中得出的主要结论是:为 MSP430 供电的方法有高效率与低效率之分。若提高电源电压,您可能会消耗更多不必要的电流。

让我们回到实例中来。如果用 3V 电压电源为运行在 1MHz 频率下的 MSP430 供电,我们希望工作模式电流为 390uA,如下表所示。但是请记住,在 1MHz 频率下,如果我们不对编程闪存进行规划,工作电压可能就是 1.8 与 3.6V 之间的任意值。如果将电源电压从 3V 降到 2.2V,流耗就会降至 270uA。这就是超过 30% 的流耗降低!想想这会对电池使用寿命有何影响。

不同工作频率下的流耗

稳压器有助于获得这种效率。稳压器可通过降低电池提供的电源电压来降低 MCU 所消耗的电流。

下周我们将讨论哪种稳压器可用来发挥这种性能优势。通过降低提供给 MSP430 的电压,我们可最大限度地减少流耗。但并不是任何稳压器都能做到这一点。优化应用电池使用寿命,还需要大家付出努力。

 

http://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/archive/2014/04/08/driving-msp430-low-power-even-lower.aspx

Anonymous
  • 刚看完金尔雅老师主讲的课程,我想这个就是LDO那个配置吧,根据不同的电压可以配置出不同的功耗。我想只要有电池的设备都应用下MSP430试一下。说到这点有点惭愧,我一直想把老产品中的一个用电池用这款来实现。现在还没着手研究,唉,等忙完这段再说吧!!!!!!

  • 学习了,以前也用过TI的MSP430微控制器,通过本文我才意识到稳压器对降低系统功耗的作用;低电压、低频率运转时处理器功耗相对要低,但过低的工作电压限制了处理器的运行速度,设计时要根据需求进行合理设计,对于便携电池供电设备应尽量缩短整个系统的全速运转的时间,使其大部分时间处于睡眠或者低功耗模式,这样才能更好的降低系统的功耗。看来以后在硬件电路设计过程中要注意合理选用稳压器了。

  • 430的低功耗就是TIMSP430系列的一个标志,同时,TI的工程师对于芯片的掌握也已经非常的了解,从电压到电流,再到频率。这种残数量的改变使低功耗成为了可能。自己过去曾经专门学过430,但是发现仿真器太贵了,放弃了一段时间,后来TI出了launchpad系列的单片机,这才改变了局面,发现低功耗挺不错,开始还以为是噱头,到后来发现好东西就是不错啊!!

  • 虽然我设计的时候用的430居多,但一直不大注意系统的功耗问题;想当初看到430的水果供电装置,深深地被吸引了;感叹水果电池就能让430跑起来!而后逐渐从51过渡到430,被Ti的精良设计深深吸引,切身感受到TI为降低功耗在430内核上所做的功夫,灵活的时钟分配系统,高效的430内核。这次从博主的文章里更深一步地从系统级上对自己设计的系统的功耗进行控制,不同的内核频率选择不同的供电,同一个工作频率下不同的供电会有不同的功耗,并且这个功耗影响还蛮大的。这个在以后的设计中得好好研究才行

  • 提到MSP430单片机的低功耗这一块的,作为430单片机的长期忠实的用户,在利用该型号的单片机进行低功耗的设计的时候,还是着重的总结以下几点关于该低功耗设计的事项的(这个也是跟博主的比较相似的):1.在满足产品系统功能设计的前提下,单片机的外围电路尽量简单,减少不必要的功耗,能利用单片机集成的模块来实现的,就不要额外的在采用外设元器件来实现;2.针对单片机自身来说,能在低频下实现的,就不要采用高频设计来实现,采用的频率越高,单片机自身的功耗就越大;3.合理的选用LDO电源芯片来降低功耗的设计,在正常工作时,采用3V或3.3V供电,在单片机进入低功耗模式时,讲电源切换到2.2V工作,这个是很重要的,虽然是增加了一点点电源的成本,但是对产品的长期功耗来说是值得的。。。好了,我先说到这里的了。大家共同努力哈。