
目前市场上低电压、低耗电的微控制器(MCU)至少需要1.8V的工作电压,因此也至少需要两颗串联的碱性电池来工作。然而,现在SilicON Labs推出全新的微控制器系列仅需提供0.9V工作电压,一颗碱性电池即可实现。
为了采用单电池工作,你可以在空间大小一样的情况下,用一颗较大的电池取代两颗较小的电池,同时增加产品的电池寿命。另一个作法则是不采用串联,而以并联方式连接现有的两颗电池,如此也能有效延长产品的电池寿命。但并联的电池连结方式需搭配特定机制以防止这两颗电池逆向连结,除此之外这不失为是一种将电池寿命最大化的好方法。
另一个可能性则是拿掉一个电池,如此能让产品更小且更便宜。也许你会认为拿掉一个电池会让产品电池寿命减半,但了解了下面的说明,您就会明白未必如此。
以单电池工作来说,除了要提供0.9V的电压给微控制器之外,有些元器件必须要提供1.8V以上的电压才能正常工作,为了解决此问题,必须另外增加DC-DC升压转换器。然而,就电池供电的嵌入式系统而言,该独立的方法有若干限制。为求将电力消耗降至最低,在不需要的时候,DC-DC转换器最好能停止工作。然而,若关掉DC-DC转换器,则微控制器就失去了供应电源,并且无法保持实时时钟,或是在没有额外输入电压的情况下便无法重新启动系统。更糟的是,当DC-DC失去作用时,微控制器将失去整个RAM的内容。然而,如果不停止DC-DC的工作,则即使微控制器是在睡眠模式,系统的待机电流仍会偏高,通常会超过20uA。
除此之外,还必须考虑DC-DC转换器和微控制器的工作效率。大部分的独立式DC-DC方案都被设计为传送至少150mW(在大部分情况下会更多)给负载时的效率为最高,而在较小的负载时效率就会差许多。相对而言,一个典型的微控制器从供电端所汲取的电流会小于30mW,而这会造成DC-DC效率仅为50~70%。