便攜電子血壓計(jì)依賴電池供電，PCB功耗直接決定續(xù)航——行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，因PCB功耗過高（靜態(tài)電流＞100μA），60%的便攜血壓計(jì)續(xù)航不足7天，用戶投訴率超30%。捷配醫(yī)療低功耗PCB團(tuán)隊(duì)聯(lián)合TI電源管理實(shí)驗(yàn)室，研發(fā)出血壓計(jì)PCB低功耗方案，將靜態(tài)電流控制在15μA以內(nèi)，續(xù)航從7天延長至21天。本文拆解血壓計(jì)PCB功耗來源、低功耗設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及驗(yàn)證方法，助力企業(yè)提升產(chǎn)品續(xù)航能力。

2. 核心技術(shù)解析

3. 實(shí)操方案

3.1 低功耗設(shè)計(jì)五步法（操作要點(diǎn) + 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn) + 工具 / 材料）

1. 功耗分析：用捷配功耗分析系統(tǒng)（JPE-PA-500）測量 PCB 各模塊功耗 —— 工作模式下，傳感器 5mA、放大器 1.2mA、AD 0.8mA、MCU 0.5mA；休眠模式下，MCU 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 0.1μA、電源管理芯片 1μA，確定優(yōu)化重點(diǎn)；
2. 分時(shí)供電設(shè)計(jì)：采用 TI TPS61230 電源管理芯片（效率 95%@10mA），設(shè)計(jì) 3 路獨(dú)立供電通道 —— 通道 1（傳感器）、通道 2（放大器 + AD）、通道 3（MCU），由 MCU（TI MSP430）控制各通道開關(guān)：測量時(shí)開啟所有通道，休眠時(shí)僅保留通道 3；
3. 元器件選型：① 傳感器選用 Bosch BMP280（工作電流 5mA，休眠電流 0.1μA）；② 放大器選用 TI INA3221（工作電流 1.2mA，關(guān)斷電流 0.1μA）；③ AD 芯片選用 ADI AD7799（工作電流 0.8mA，休眠電流 0.1μA）；④ MCU 選用 TI MSP430FR5994（工作電流 1mA，休眠電流 0.1μA）；
4. 休眠模式優(yōu)化：休眠時(shí)，MCU 發(fā)送關(guān)斷信號至電源管理芯片，關(guān)閉通道 1、通道 2，僅保留通道 3（MCU 實(shí)時(shí)時(shí)鐘）；同時(shí)將 PCB 上所有 GPIO 口設(shè)為高阻態(tài)，避免漏電，靜態(tài)電流用萬用表（Keithley 2400）測試，需≤15μA；
5. 電源效率優(yōu)化：在電源入口添加 220μF 鉭電容（AVX TAJB227K016RNJ），穩(wěn)定輸入電壓；PCB 布線時(shí)，電源通道線寬≥0.3mm（銅厚 1oz），降低線損，電源效率需≥92%（10mA 負(fù)載時(shí)）。

3.2 功耗驗(yàn)證測試（操作要點(diǎn) + 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn) + 工具 / 材料）

1. 靜態(tài)電流測試：將 PCB 置于休眠模式，用 Keithley 2400 萬用表測量靜態(tài)電流，需≤15μA；
2. 工作電流測試：測量階段（持續(xù) 30s），用 JPE-PA-500 記錄平均工作電流，需≤8mA；
3. 續(xù)航模擬測試：用 2 節(jié) AA 電池（2000mAh）供電，模擬每天測量 1 次（每次 30s），記錄續(xù)航時(shí)間，目標(biāo)≥21 天（7 倍于原 7 天續(xù)航）；
4. 低溫功耗測試：在 - 10℃環(huán)境（捷配高低溫箱 JPE-TH-300）測試靜態(tài)電流，波動≤±3μA，確保低溫下功耗穩(wěn)定。