便攜式超聲波流量計(jì)是如何進(jìn)行低功耗設(shè)計(jì)

 便攜式超聲波流量計(jì)是一種適合在野外使用的超聲波流量計(jì)，由于野外環(huán)境沒有外接電源供應(yīng)，因此必須采用電池供電方式的。用戶當(dāng)然不希望經(jīng)常性的充電或更換電池，所以待機(jī)時(shí)間的長短往往是使用者考慮的一個(gè)重要因素。微功耗IC的工作電流已經(jīng)降到幾μA～幾十μA，一種帶基準(zhǔn)電壓源的電壓比較器MAX918，工作電流僅需0.8μA，這使得功耗顯著降低。 
1、由于低的電源電壓有助于降低功耗，因此，昊天科技采用了2.5V供電的芯片。 
2、單電源供電可提高電源使用效率，我們在設(shè)計(jì)中采用了單電源供電的芯片，特別是運(yùn)放部分。 
3、MCU(微控制器)和MPU(微處理器)往往是系統(tǒng)中消耗功率*多的元件，因?yàn)樾酒凸牡挠涗洿蠖嗍怯蒖ISC芯片創(chuàng)造的，我們選擇了RISC芯片。 
4、降低系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率。數(shù)字芯片的功耗與時(shí)鐘頻率有關(guān)，在權(quán)衡運(yùn)行速度后，我們采用較低的時(shí)鐘頻率來降低電流消耗。以PIC16C71低功耗單片機(jī)為例，當(dāng)供電電壓為5V，時(shí)鐘頻率為4 MHz時(shí)，功耗約為10 mW；在相同的供電電壓下，把時(shí)鐘頻率降到32kHz時(shí)，功耗約為0.15 mW。功耗明顯減少。 
5、顯示元件AKT系列便攜式超聲波流量計(jì)采用了LCD(液晶)顯示器，盡量不用根據(jù)不同的工作狀態(tài)可以關(guān)閉一部分電路，特別是對大電流器件。在關(guān)閉狀態(tài)下，IC不工作，耗電在零點(diǎn)幾微安到幾微安之間。當(dāng)電路不可避免的使用大電流器件時(shí)，如紅外發(fā)射器、無線通訊發(fā)射器件等，應(yīng)設(shè)計(jì)使大電流的電路單元僅僅在需要其工作的短時(shí)間內(nèi)工作，其余時(shí)間使其處于斷電狀態(tài)。 
其次，在供電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，我們加大了對低功耗的設(shè)計(jì)。我們根據(jù)*大電流消耗、工作電壓范圍、尺寸和重量約束、工作溫度范圍以及工作頻率等因素來進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)。由于各種類型電池的工作電壓互不相同，鋰電池為3.6V，而鎳-鎘電池則可提供高達(dá)30A的電流。因此我們在選用電池時(shí)考慮了每種類型電池的所有特征。此外，在電源芯片選擇上，我們采用效率高、體積小的芯片。
第三，優(yōu)化軟件設(shè)計(jì)，充分利用睡眠方式。 
由于，HT系列 便攜式超聲波流量計(jì) 內(nèi)部有MCU，MCU節(jié)省內(nèi)部功耗的*佳方法就是進(jìn)入睡眠狀態(tài)。在睡眠狀態(tài)下，MCU的振蕩器被關(guān)閉，這可使它只消耗極小的電流，典型值為幾微安數(shù)量級?？衫帽O(jiān)視定時(shí)器或外部中斷將MCU從睡眠狀態(tài)喚醒。如動態(tài)心電圖儀，由于人的心跳相對于MCU的時(shí)鐘是很緩慢的，可以利用定時(shí)器中斷，定時(shí)的將MCU喚醒，處理完成后再次進(jìn)入休眠，這樣可以大大降低功耗。