在处理电池供电产品，特别是那些要求单节电池可持续运行一年甚至几年的场景中，低功耗是一个关键指标。这类产品对平均电流的要求非常低，通常在微安或纳安级别。

我的前公司涉足多个电池供电产品项目，它们共享一个显著特点：极低的待机电流。

以下是基于我的工作经验和市场上类似产品的分析，我将探讨低功耗设计的要点以及实现低功耗的方法。

一、待机产品和其特性

低功耗产品通常要求待机功耗极低，有些产品在待机状态下消耗零功率，而有些产品则在待机时交替或同时运行多个外设模块。

1. 待机零功耗

对于待机零功耗的产品，关键在于确保工作时的功耗尽可能低。如果产品的工作时间也很短，那么在低功耗方面的研发投入相对较少。

举例：电视遥控器

这类产品在待机时功耗为零，通过按键唤醒，唤醒后工作几毫秒（具体时间根据型号而定）再次进入待机状态。

实现方法：

按键操作通电，启动微控制器（MCU），执行必要任务后，通过MCU控制总电源切断电源。

换言之，通过外部开启电源，再通过内部控制电源断开的机制实现了这一功能。

2.间歇待机

有些产品是间歇性待机，比如：工作1ms，待机499ms。

比如IC卡设备：

IC卡设备如果一直处于寻卡工作状态，电流其实相对较大，而很多时候都没有IC来感应。

实现原理：

这种产品，可以间隔0.25s，或者0.5s来感应（寻卡）一次，同时不会给人带来“卡顿”的感觉。（寻卡工作的时间其实很短）

（图片来自网络）

同理，类似的产品还有很多，比如无线遥控天然气、水表等。

这种做法目的是为了让产品功耗更低，但人看起来产品一直在工作。

3.长期待机

有些产品的MCU是通过外围设备唤醒，比如通过触摸按键唤醒产品。

这种产品相对上面两种难度更大，要同时保证MCU内部资源，以及外部资源在工作和待机时功耗都要尽量低。

二、实现低功耗的方法

结合上面产品的描述可以总结几点实现低功耗的方法。

1.控制电源开关

通过控制系统总电源、（高功耗）外围模块电源的开关，特别是使用频率低、功耗大的外围模块，在需要时才开启。

2.控制MCU内部外设

有些MCU产品的外设在上电时默认是开启的（比如STM8S），不用的外设一定要关闭，在需要时才开启。

3.控制时钟频率

这里说的控制时钟频率不单纯是降频，是根据实际工作情况（工作模式、时长等）调整频率。

有些产品它在执行任务A时，要求快速处理（不如跑一段算法），则需要调整到更高的频率；

而在执行任务B时，处理简单事情（比如控制LED亮灭），则需要将时钟调整到很低状态。

同时，还需要结合工作时长，比如上面任务A，如果时间很长，这个频率也需要综合考虑。

4.控制IO状态

现在MCU基本都有多种状态：

• 模拟输入
• 浮空输入
• 下拉输入
• 上拉输入
• 开漏输出
• 推挽输出
• 复用开漏输出
• 复用推挽输出

在低功耗状态、工作过程都需要设置成合理状态。比如通常在待机时，将不用的引脚设置成模拟输入。

5.检查硬件

检查是否存在漏电流，比如不合格电容、电阻等器件。

还有虚焊或板卡上存在残留焊锡等情况，都会导致功耗增加。

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