SASCO Information & News - ISI-Design

Application Briefs
NanoWatt – aktiv Strom sparen
mit PIC Microcontrollern
Allgemeiner Strombedarf
- Versorgungsspannung -
Frequenz
Jeder Entwickler muss bei
einem neuen Design
zunächst zwei Dinge in Betracht
ziehen:
1.mit welcher
Versorgungsspannung
kann oder muss gearbeitet
werden? Und
2.mit welcher
Verarbeitungsgeschwindigkeit
muss die
Schaltung betrieben
werden?
Es ist bekannt, dass mit
steigender Frequenz der
modernen CMOS Schaltkreise
auch der Stromverbrauch
mehr oder weniger
linear ansteigt. Außerdem
wird die Leistungsaufnahme
natürlich durch die Versorgungsspannung
bestimmt. Es gilt I = U / R
beziehungsweise P = U x I
und damit P = U 2 /R. Somit
nimmt bei abgesenkter Betriebsspannung
auch die
Leistungsaufnahme etwa
quadratisch ab. Bei
entsprechend verringerter
Taktfrequenz können somit
unter Umständen 95 % Leistungsaufnahme
und mehr
eingespart werden.
Dadurch können nicht nur
batteriebetriebene Anwendungen
optimal realisiert,
sondern auch Netzteile erheblich
kleiner und billiger
gebaut werden.
Speziell bei den neuen Microchip-Controllern
der
Serien PIC16LFxxx und
PIC18LFxxx ist ein sicherer
Betrieb ab einer Spannung
von 2,0 Volt möglich. Dadurch
ist problemloser Betrieb
(einschließlich großzügiger
Reserve) mit
beispielsweise zwei NCoder
NiMH-Akkus sichergestellt
(V NENN = 1,2 V, neu
ca. 1,35 V, entladen ca.
0,9 V bis 1,0 V). – Bei den
PICs in OTP-Technik gibt es
meistens entsprechende
Low-Voltage Varianten unter
den Bezeichnungen
PIC1xLCxxx, bei welchen
die Minimalspannung bereits
bei 2,5 V beginnt.
Ein weiteres Merkmal der
PICs ist der statische Aufbau,
der es erlaubt, diese
Controller bereits ab DC zu
betreiben, wodurch wiederum
die Arbeitsgeschwindigkeit
frei gewählt werden
kann.
NanoWatt – save power actively
with PIC microcontrollers
General power consumption
– supply voltage – frequency
For a new design each and
every design engineer has
to take two things into consideration:
1.which supply voltage
can or must the system
work with? And
2.which operation speed
does the circuit need?
It is a well-known fact that
with the increasing frequency
of modern CMOS circuits
also power consumption
increases in a more or
less linear way. Furthermore
power consumption of
course is determined by the
supply voltage. It is I = U / R
or P = U x I and thus P = U 2 /R.
Consequently the power
consumption decreases
almost quadratically when
the operation voltage is
lowered. When the clock
frequency is decreased
accordingly, 95% or more
of power consumption can
be saved. These power savings
do not only allow optimal
realization of batterydriven
applications but also
the more cost-effective
production of smaller power
supplies.
Especially Microchip’s new
controllers belonging to the
families PIC16LFxxx and
PIC18LFxxx allow safe
operation from a voltage of
2.0 Volt onwards. Thus
smooth operation (including
generous reserve) is
guaranteed with, for instance,
two NC- or NiMH accumulators
(V DENOM = 1.2 V,
new approx. 1.35 V,
discharged approx. 0.9 V to
1.0 V). – Most of the new
PICs with OTP technology
are available in the corresponding
low-voltage versions
with the denominations
PIC1xLCxxx. For
these components the minimum
voltage already
starts at 2.5 V.
Another characteristic of
the PICs is their static design
which allows operation
of these controllers already
ex DC, which again allows
free selection of the operation
speed.
Clock source – dual clock,
RC oscillator, crystal
If you turn your attention to
the controller’s clock generation,
you will recognize
various internal and external
possibilities of connec-
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