如何在時鐘應用中最大限度地降低功耗

時間是技術行業(yè)所有行動的驅動力。當今的技術依賴于實時時鐘（RTC）對時間的極其精確的測量來執(zhí)行某些操作，無論此操作是像發(fā)送通信信號一樣復雜，還是像在電話或計算機上告訴日期和時間一樣簡單。

在RTC中進行設計時需要考慮的三個方面是應用尺寸限制、計時精度和功耗預算要求。在這三者之間找到完美的平衡可能具有挑戰(zhàn)性。然而，對RTC來說最重要的一個考慮因素是其功耗。

讓我們重點介紹一個涉及兩個系統(tǒng)的示例。一個系統(tǒng)使用微控制器內的集成RTC，另一個系統(tǒng)使用外部RTC。集成RTC的問題是RTC的功耗較高，典型值為400nA，而典型外部RTC為200nA。這是由于微控制器在低功耗模式下的開銷漏電流與關斷模式下的開銷漏電流。另一個影響是可靠性：微控制器的任何問題都會直接影響RTC。這就是為什么外部RTC對于需要高度可靠性和延長電池壽命的電池供電應用更具市場吸引力的原因。

電源管理在RTC中至關重要，因為高功耗會縮短電池壽命，導致設計人員增加電池容量。另一方面，低功耗將允許更小的電池（從而降低成本并實現(xiàn)更小的設計），并且還有助于延長電池壽命。

最大限度降低功耗和提高可靠性的方法

現(xiàn)在，讓我們看一下在時鐘應用中最小化功耗的幾種技術。

方法1：將晶體放置在盡可能靠近RTC的位置，并使用接地層以避免來自其他線路的干擾。通過這樣做，您可以節(jié)省電路板面積并降低性能下降的風險。使用外部晶體，您可以使用各種低成本晶體選項，以及理想的性能，而不會損失電路板空間。

方法2：您也可以選擇在較低的電壓范圍內工作。在較低的電壓范圍內工作需要RTC從輸入吸收較低的電流。因此，使用的功率更少。雖然許多RTC的主電源工作范圍很寬，但設計人員也應考慮使用優(yōu)化功耗的電源軌。給定工作電壓范圍為1.6V至3.6V的RTC，1.6V時的功耗典型值為130nA，而150V時的功耗為3nA。這在較低電壓下可提供 20nA 或 13% 的節(jié)能效果。

小型多功能 RTC

市場上的許多RTC迫使客戶從列表中選擇一個特性，包括小尺寸、電源管理和低電壓范圍。然而，Maxim提供的解決方案不折不扣：MAX31341B RTC的尺寸為2.0mm x 1.5mm，占用電路板空間非常小;包括具有備用電池、涓流充電器和電源故障閾值的電源管理功能;工作在 1.6V 至 3.6V 的低電壓范圍，以最大限度地降低功耗。

除這些特性外，MAX31341B還包括一個外部32.768kHz晶體振蕩器。集成容性負載為6pF晶體，增加了可以使用的晶體數(shù)量，并且無需任何外部電阻器或電容器。100kΩ的阻性負載和容性負載都有助于實現(xiàn)最小的電流消耗和最小的功耗。

隨著人們對連接和同步所有設備的愿望不斷增長，對 RTC 的需求也在不斷上升。MAX31341B能夠提供高效的電源管理、小尺寸和低電壓工作特性，使其能夠應對時鐘應用中功耗最小化的挑戰(zhàn)。

審核編輯：郭婷