低功耗物聯(lián)網(wǎng)終端 PCB:續(xù)航如何突破 5 年
來源:捷配
時(shí)間: 2025/10/14 10:02:58
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低功耗物聯(lián)網(wǎng)終端(如智能水表、燃?xì)獗恚┬枰揽侩姵毓╇姡ㄍǔ?3.6V 鋰電池,容量 5000mAh),實(shí)現(xiàn) “數(shù)據(jù)采集 - 無線傳輸 - 休眠” 的循環(huán)運(yùn)行,普通 PCB 的 “高功耗” 常讓續(xù)航縮水 —— 某小區(qū)的智能水表因 PCB 待機(jī)功耗超 10mA,5000mAh 電池僅 1 年就耗盡,物業(yè)每月需投入大量人力換電池;在物聯(lián)網(wǎng)終端 “長(zhǎng)效續(xù)航” 的需求下,PCB 的 “低功耗設(shè)計(jì)” 成為核心競(jìng)爭(zhēng)力。

低功耗物聯(lián)網(wǎng)終端 PCB 的續(xù)航突破需掌握三大核心技術(shù):首先是納安級(jí)低功耗元件選型。元件功耗是續(xù)航的基礎(chǔ):選用 “微安級(jí)” MCU(STM32L0 系列,靜態(tài)電流 0.2μA),替代傳統(tǒng) MCU(靜態(tài)電流 10μA),待機(jī)功耗降低 98%;傳感器選用低功耗型號(hào) —— 水表流量傳感器用霍爾元件 A1324(工作電流≤10μA),燃?xì)獗韷毫鞲衅饔?MPX5700(工作電流≤20μA),單次采集功耗控制在 0.5mWh 以內(nèi);無線模塊用 LoRa 芯片 SX1262(休眠電流≤0.5μA),每天傳輸 1 次數(shù)據(jù)(耗時(shí) 8 秒,功耗 30mW),無線部分日均功耗僅 0.0006mAh。某智能水表通過元件優(yōu)化,待機(jī)功耗從 10mA 降至 0.8μA,5000mAh 電池續(xù)航延長(zhǎng)至 6 年。
其次是動(dòng)態(tài)功耗管理策略。通過 “休眠 - 喚醒” 雙??刂乒模航K端平時(shí)處于深度休眠狀態(tài),僅保留實(shí)時(shí)時(shí)鐘(功耗≤0.1μA),每 24 小時(shí)喚醒 1 次(采集數(shù)據(jù) + 傳輸,耗時(shí) 10 秒);喚醒階段采用 “分級(jí)供電”—— 僅為傳感器、MCU、無線模塊供電,其他電路保持關(guān)閉,供電時(shí)間縮短至 10 秒以內(nèi);電源管理芯片選用 TI TPS62740(效率≥90%,靜態(tài)電流 1μA),減少電源轉(zhuǎn)換損耗。某智能燃?xì)獗硗ㄟ^動(dòng)態(tài)管理,日均功耗從 0.1mAh 降至 0.001mAh,續(xù)航從 2 年延長(zhǎng)至 5.5 年。
最后是能量收集的輔助續(xù)航。利用環(huán)境能量補(bǔ)充電量:在 PCB 邊緣集成微型壓電發(fā)電模塊(厚度 0.5mm,水流 / 氣流驅(qū)動(dòng)時(shí)發(fā)電功率 10μW),智能水表每天可通過水流發(fā)電補(bǔ)充 0.5mAh,續(xù)航延長(zhǎng) 10%;PCB 局部采用 “溫差發(fā)電片”(尺寸 10mm×10mm,溫差 5℃時(shí)發(fā)電功率 5μW),利用環(huán)境與設(shè)備的溫差發(fā)電,進(jìn)一步延長(zhǎng)續(xù)航。某農(nóng)村地區(qū)的智能水表通過能量收集,續(xù)航從 6 年延長(zhǎng)至 6.5 年,完全滿足 “5 年免維護(hù)” 需求。
針對(duì)低功耗物聯(lián)網(wǎng)終端 PCB 的 “長(zhǎng)續(xù)航” 需求,捷配推出低功耗解決方案:元件選用 STM32L0 MCU+SX1262 LoRa 模塊,靜態(tài)電流≤0.5μA;動(dòng)態(tài)功耗管理含 “休眠 - 喚醒” 雙模,日均功耗≤0.001mAh;支持壓電 / 溫差能量收集,日均補(bǔ)充 0.5mAh。同時(shí),捷配的 PCB 通過 IEC 60068-2-32 低功耗測(cè)試、電池續(xù)航模擬測(cè)試,適配智能水表、燃?xì)獗韴?chǎng)景。此外,捷配支持 1-4 層低功耗物聯(lián)網(wǎng) PCB 免費(fèi)打樣,48 小時(shí)交付樣品,批量訂單可提供功耗與續(xù)航測(cè)試報(bào)告,助力物聯(lián)網(wǎng)廠商研發(fā)長(zhǎng)效低維護(hù)的終端設(shè)備。

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