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便携式超声波流量计是如何进行低功耗设计

便携式超声波流量计是一种适合在野外使用的超声波流量计，由于野外环境没有外接电源供应，因此必须采用电池供电方式的。用户当然不希望经常性的充电或更换电池，所以待机时间的长短往往是使用者考虑的一个重要因素。微功耗IC的工作电流已经降到几μA～几十μA，一种带基准电压源的电压比较器MAX918，工作电流仅需0.8μA，这使得功耗显著降低。
1、由于低的电源电压有助于降低功耗，因此，昊天科技采用了2.5V供电的芯片。
2、单电源供电可提高电源使用效率，我们在设计中采用了单电源供电的芯片，特别是运放部分。
3、MCU(微控制器)和MPU(微处理器)往往是系统中消耗功率*多的元件，因为芯片低功耗的记录大多是由RISC芯片创造的，我们选择了RISC芯片。
4、降低系统的时钟频率。数字芯片的功耗与时钟频率有关，在权衡运行速度后，我们采用较低的时钟频率来降低电流消耗。以PIC16C71低功耗单片机为例，当供电电压为5V，时钟频率为4 MHz时，功耗约为10 mW；在相同的供电电压下，把时钟频率降到32kHz时，功耗约为0.15 mW。功耗明显减少。
5、显示元件AKT系列便携式超声波流量计采用了LCD(液晶)显示器，尽量不用根据不同的工作状态可以关闭一部分电路，特别是对大电流器件。在关闭状态下，IC不工作，耗电在零点几微安到几微安之间。当电路不可避免的使用大电流器件时，如红外发射器、无线通讯发射器件等，应设计使大电流的电路单元仅仅在需要其工作的短时间内工作，其余时间使其处于断电状态。
其次，在供电系统的设计中，我们加大了对低功耗的设计。我们根据*大电流消耗、工作电压范围、尺寸和重量约束、工作温度范围以及工作频率等因素来进行相关设计。由于各种类型电池的工作电压互不相同，锂电池为3.6V，而镍-镉电池则可提供高达30A的电流。因此我们在选用电池时考虑了每种类型电池的所有特征。此外，在电源芯片选择上，我们采用效率高、体积小的芯片。
第三，优化软件设计，充分利用睡眠方式。
由于，HT系列便携式超声波流量计内部有MCU，MCU节省内部功耗的*佳方法就是进入睡眠状态。在睡眠状态下，MCU的振荡器被关闭，这可使它只消耗极小的电流，典型值为几微安数量级。可利用监视定时器或外部中断将MCU从睡眠状态唤醒。如动态心电图仪，由于人的心跳相对于MCU的时钟是很缓慢的，可以利用定时器中断，定时的将MCU唤醒，处理完成后再次进入休眠，这样可以大大降低功耗。

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