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低功耗模式下锂电池使用时长的估算.md

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在急速发展的可穿戴设备和移动设备中,低功耗的设计就是一道难以逾越的鸿沟。例如,在无线建筑自动化系统中,无线传感器节点的电池寿命最低要求为5年,10到15年则更具优势,而这一切一般都仅仅依靠一块3.7V锂电池来维持。

![WSN][] 图1 无线节点的架构实例

在系统设计前期就需要对功耗进行估算,为确定某个系统电池的续航时间,假定系统按定时苏醒、执行任务、传输信息,再进入休眠这种节能模式运行,则下式通过运行时功耗和休眠功耗就可以估算电池寿命:

cell_time

运作时间(T,单位小时)取决于工作周期,由可用能源(EA,单位瓦时)除以用电量(P,单位瓦特),这个可以从CPU的数据手册上查到。

容量(C,单位A·h):锂电池的参数,表示按1A放点能持续工作的时间;

VS与VE分别为放电起点与终点电压(这是由于电池不能完全放电造成的);

PW与PS分别为苏醒周期与休眠周期的用电量(单位瓦特);

D为苏醒阶段的工作周期(0%~100%);

而在使用年限超过五年的应用情况中,降额定值因子α则用来调整电池容量损耗;

电源转换器效能(eff)会影响表现,因此也得纳入考虑,通常效能范围介于80%(eff = 0.8)至95%(eff = 0.95)之间,在低功耗设计中优先选择开关电源而非线性电源。