关于低功耗设计的一个案例

qewnja

公司是做车载相关设备的，某款终端客户要求在低功耗状态下采用电池工作30天，由于车载GPS终端一般采用GPS模块采集经纬度信息通过GPRS网络上传数据中心的方式来工作，所以两个模块都是耗电大户，GSM模块在GPRS联网状态下峰值电流可达2A，其工作电流最大可达220ma，GPS模块一般在60-70ma左右，所以低功耗状态下必须切断这两个模块的电源，由于终端体积较小无法采用体积更大蓄电池来供电，最大只能选用3.7V 2400ma的锂电池来供电，这样就决定了终端必须在休眠时进入超低功耗状态下，经过设计电路，将GSM模块与GPS模块的电源分别通过使用可控LDO用CPU来控制切断电源，样机制作完毕，调试发现电流比预先设计的大2ma左右，无法达到要求，理论上在终端进入低功耗状态下其耗电应该在1ma以下，但是目前看来多出来了2ma左右，真是百思不得其解，进一步分析电路发现，GSM模块与GPS模块即使在关断其电源的情况下居然也有近1ma左右的电流消耗，发现了问题所在就剩仔细排查了，终于发现了为什么会有1ma的电流消耗，如上图所示，终端在休眠时CPU依次将GPS模块GSM模块电源切断，此时两个模块均处于掉电状态，但是此时CPU的串口引脚还接在模块的串口引脚上，由于模块或者IC在设计的时候考虑到防止引脚上出现高于电源电压的电平出现，于是在总线上做了如图2的一种保护，当模块处于掉电的状态时，其总线由于有二极管进行保护则其电压被箝位0.3-0.7V左右，所以当CPU的TX引脚输出为高电平（3.3V）时则电压一部分电压直接经过到电源的二极管达到了VCC引脚，进而经过了整个模块形成的负载，构成回路，虽然不足以让模块正常工作，但其损耗的电源对于一款低功耗的产品来说还是很可观的，所以，要求软件工程师在CPU进入休眠状态时，先将接到两个模块的串口的I/O口设置为高阻态，经过测试，终端在低功耗状态下已经可以达到800ua，满足之前的计算要求，可以达到客户要求，至此样机测试完成。

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下面推荐几款深圳市麦诺克科技有限公司生产的优秀的总线隔离模块希望能够帮助大家。



1、CAN总线隔离模块：MRT1040DL(T)，可直接替换CTM8251、CTM1050、CTM1060 CTM1040系列模块
   文档下载地址：http://www.miractech.cn/upLoad/down/month_1204/201204242224238511.pdf

具有以下优点：
1、具有DC 1500V隔离功能；
2、真正隔离电源，不发热、高效、稳定；
3、宽压工作（2.9V-5.25V）；
4、完全符合"ISO 11898-24 V"标准；
5、速率最高达1Mbit/s；
6、在24V系统中防止电池对地的短路；
7、热保护；
8、对电磁干扰有高的抗干扰性；
9、至少可连接110个节点；
10、内部具有TVS防过压保护(MRT1040DLPT)；



2、 RS485总线隔离模块：MRT485DL(T)，可直接替换RSM3485、RSM485系列模块
    文档下载地址：http://www.miractech.cn/upLoad/down/month_1204/201204242226008594.pdf

1、具有隔离及总线保护功能于一身；
2、采用专用隔离电源芯片，真正隔离电源，不发热、高效、稳定；
3、同一个网络至少可连接 32 个节点；
4、宽电压供电+3V~+5.5V；
5、最高波特率达 1Mbps；
6、电磁辐射 EME 极低；
7、电磁抗干扰 EMI 性极高；
8、线缆：双绞线或 PROFIBUS 专用线缆；





3、 RS232总线隔离模块：MRT232SDL(T)，可直接替换RSM232系列模块
    文档下载地址：http://www.miractech.cn/upLoad/down/month_1204/20120424222910453.pdf
1、具有 DC 1500V 隔离功能；
2、满足 EIA/TIA-232-F 标准； 满载最
3、小数据速率 120Kbps； 热保护；
4、电磁辐射（EMI）低；
5、电磁敏感度（EMS）低；
5、直接使用，无需外加任何组件。
6、3.0V~5.25V 超宽工作电压范围。

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xuanwen001

哈哈，这个分析排除问题的过程和时间还是很厉害的。支持！！[em01]

wzngy

这个案例不错，穿插广告就……其思路有借鉴意义，平时调手机功耗时确实需要细心…很多时候能改软件的就不要改硬件。

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