用于超低功耗实施的PDS设计

　　在低功耗实现方面，产品的特点是很少有高电流选项，尺寸小，针对电源管理进行了优化，并且电池需要尽可能长的使用时间。符合这些标准的产品范围很广，包括但不限于智能手机、智能手表、远程监控设备和医疗设备等。

　　在 PDS 设计和电源管理方面，每个具有超低功耗特征的产品都有几个固有的主要因素：在非常小的几何尺寸中设计高效的 PDS、管理功耗和延长电池寿命。在某些产品实施中，例如远程监控设备，选择合适的电容器以消除它们作为潜在的功率消耗源（由于泄漏）也是一个关键因素。

　　如果您还没有读过PDS 设计的演变、与功率流向相关的挑战以及电感和电阻对性能下降的影响，是开始探索的好地方电力输送系统。

　　如此小的产品中的如此多的功能

　　以小尺寸实现的智能技术在我们的日常生活中变得如此普遍，以至于我们在没有它时很难想象。而且，这些设备中包含的技术的发展和复杂性得到了突飞猛进的改进，以至于我们在实施和操作我们变得如此依赖的各种产品功能方面变得傲慢。

　　例如，当您将手机从垂直旋转到水平以使屏幕保持对齐时，就会发挥作用的技术就是我们过去所说的超级计算机。智能手机中有很多功能——几个收音机、一个或多个摄像头、屏幕、内部处理器和内存——会消耗电力，这使得管理所有不同的电力区域成为一项挑战。重要的是要记住，设备中的每个电源轨都有一个 PDS，而智能手机中拥有 15-20 个 PDS 的情况并不少见。

　　因此，PCB 设计师的主要工作归结为弄清楚如何在板上为每个电源轨提供足够的区域，以及如何在开始时没有那么多平面时找到足够的方法来分割平面。

　　而且，由于这些紧凑的几何结构，没有空间将平面电容作为管理 PDS 的一种方式。所有电容都直接内置于 IC 中。实际上，开发这些产品所需的设计专业知识已经变得非常专业，与传统的 PCB 设计大不相同。

　　能源管理

　　因此，我们考虑了超低功耗产品的两个参数——在非常小的空间中提供大量功能以及在任何一个设备中包含多个 PDS。在电源管理方面，手机的架构使得当某个特定功能没有被激活时，它就会被关闭。而且，这就是确定 PDS 操作至关重要的地方。

　　作为设计师，您必须弄清楚如何管理手机中的所有主要用电设备，以便它们在正确的时间关闭和打开。在大多数智能手机中，耗电量最大的是收音机。上传视频、图片、大量数据等时，收音机一直开着，耗电高。在中低功耗范围内，有文本消息和简单数据文件的上传。在用电量的极低端是在您的移动设备和持续监控您的位置的手机信号塔之间发生的“ping”。从本质上讲，您的手机只有在完全关机时才在某种程度上不耗电。

　　电池保护

　　接下来，我们将讨论超低功耗产品实施中可能最重要的方面：让电池使用时间尽可能长。对于智能手机而言，电池寿命是一项重要特性，但对于远程监控设备等其他产品，节能是绝对必要的。此类产品的一个示例是夹在大传输线上的电力线监视器。在大多数情况下，这些设备的性能要求是电池必须至少使用一年。但是，如果电容器的类型错误，它们可能会泄漏，并且电池的放电速度会比预期的要快得多。

　　理论上，电容器应该是完美的绝缘体。但是，他们不是。如果在 80 安培的电源中使用电容器，则不会出现几微安培的泄漏或导致那么多问题。但是，如果电池必须有一年的生命周期，那么无论多小，电容器泄漏都可能成为一个大问题。通常，为超低功耗设备选择的电容器与用作旁路电容器的电容器（通常是钽电容器）相同。通常，这些不是低泄漏，实际上也不是它们的性能标准。

　　通常，陶瓷电容器不会引起漏电问题，但它们也不是最便宜的，因此它们不是远程监视器等超低功耗应用的默认选择项。确定您选择的电容器是否“防漏”的最佳方法是阅读设备的应用说明。如果未明确说明泄漏电阻，最好寻找专门标识为此类的电容器。

　　超低功耗设备的 PDS 要求与标准 PCB 实现有很大不同。这些设备的特点是外形小巧、高效的 PDS 设计和消除任何潜在的电源消耗源。