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高性能低功耗太阳能衡器SoC的规划关键剖析
来源:http://www.ynjshc.com 责任编辑:ag88环亚娱乐 更新日期:2019-04-14 17:00

  高性能低功耗太阳能衡器SoC的规划关键剖析

  废旧电池对人类生存环境的要挟现已成为社会一致,通过下降功耗来削减电池运用量正在成为许多电子产品企业的挑选。跟着太阳能电池技能进步和低功耗半导体规划技能的开展,太阳能电池代替传统电池的运用逐步呈现。本文将介绍根据低功耗CSU11系列衡器SoC芯片的太阳能电子秤规划计划。

  低功耗太阳能衡器规划关键

  关于运用传统电池供电的衡器产品而言,一般受体积和本钱约束,假如选用太阳能电池板,其面积必定有限,然后约束了太阳能电池板的供电电量。此外,太阳能电池板发电量低(室内μA级),并存在跟着光线强度的差异电流不稳定的问题。因而,运用太阳能电池板供电的衡器处理计划需求处理以下问题:添加储能电路,让太阳能电池板宣布的电量储存起来(在200流明下,一般只能供给几十μA电流);下降功耗,整机关机和作业电流别离均需在nA、μA级。

  电子衡器耗电量大的首要是传感器、ADC、MCU三大块。为此,一般的处理计划需求选用以下方法来完成全体低功耗特性:对传感器选用间歇供电或脉冲供电来下降传感器用电功耗;选用高阻应变传感器;进步ADC输出速率,削减每次采样时刻然后下降采样功耗;进步ADC有用位,以在高速下确保衡器精度;进步SoC运转速度以下降每MHz的功耗;下降LCD驱动电路功耗;进步集成度,削减外围器材。

  芯海科技推出的高精度24位ADC芯片CS1242填补了国内中高端电子衡器芯片范畴的空白。在满意高精度需求的一起,该公司针对当时低功耗运用的开展趋势,推出了具有极佳低功耗特性的CSU11系列衡器SoC芯片,最大的优势是一起满意了自动上秤人体秤、太阳能人体秤对低功耗的要求,以及口袋秤对高精度的要求。该系列产品归纳考虑了上述低功耗规划要素,完成了极佳的低功耗特性,运用CSU11系列SoC规划的自动上秤人体秤,均匀待机功耗能够低至3μA以下,太阳能人体秤称重电流20μA以下,口袋秤分度能够抵达三万分之一。

  CSU11系列SoC集成了8位RISC MCU,4K*16 OTP(可作为用户数据PROM)、256 RAM、4*18 LCD,以及16个I/O口(除了这16个I/O口外,一切的Seg口均可复用为输出,令IO总数最多抵达26个),双通道高速、高精度ADC,最高数据输出速率为16kHz(精度为12位,增益为32),最高精度抵达18位(增益为128,速率为32Hz)。为了能够在一个芯片上一起满意低功耗和高精度的要求,CSU11系列SoC还供给了功耗-精度-速度彼此平衡的选项,即用户能够通过装备较低的ADC作业电流来完成低功耗,但此种状况下线性度较差,只能够用于5000点以下的秤,也能够装备较大的作业电流来完成30,000分度的精度和线性度,为计划工程师进行多种类型的计划开发供给便当,只需求在装备上稍作改动,就能够满意不同的商场需求。

  太阳能人体秤的呈现,首要是为了防止一般电池对环境的损害,抵达环保的意图。环亚娱乐app下载可是,现在市面上的太阳能人体秤需求贵重的传感器和PS08主芯片。昂扬的造价本钱极大地约束了太阳能人体秤的商场占有率。CSU11系列供给了专门为太阳能人体秤而规划的特性,规划时运用1KHz的AD输出速率,运用第四笔AD采样值。每秒钟称重一次,则所需的动态功耗为4次*2.5mA*(1/1000秒)=10μA,LCD显现所需的功耗为5μA(驱动电路作业电流)+5μA(玻璃耗费)=20μA。

  现在,国内某大型衡器企业现已成功运用CSU1101B芯片开发了太阳能电子秤产品,并完成了批量生产,现已成功完成对欧美商场批量出口。该产品的均匀作业电流小于等于25μA,在55流明光照强度下就能够起秤,完全能够适用于包含澡堂在内的各种室内环境。其精度抵达2,000分度,具有自动开机功用,关机均匀电流低于3μA。

  废旧电池对人类生存环境的要挟现已成为社会一致,通过下降功耗来削减电池运用量正在成为许多电子产品企业的挑选。跟着太阳能电池技能进步和低功耗半导体规划技能的开展,太阳能电池代替传统电池的运用逐步呈现。本文将介绍根据低功耗CSU11系列衡器SoC芯片的太阳能电子秤规划计划。

  进步体系功用的规划主张

  现在,太阳能电子秤定位高端商场,并以出口欧美地区为主,为进步整机功用以及应对欧美地区严厉的电磁兼容测验等相关规范,对根据CSU11系列SoC的产品规划给出如下主张,此类规划实践对根据芯海科技的其他SoC以及一般的电子产品规划均有实际的指导意义:

  1. 进步产品抗ESD功用

  对产品ESD功用最为重要的是产品外壳规划,有必要尽可能地确保静电能量不引进到产品的PCB中。可是,按钮和电池仓有时在外壳规划中无法防止会被ESD事情所影响。所以,进步电路的ESD功用关键是要把按钮及电源部分的防ESD办法做好。

  有可能露出于ESD事情的按钮,需添加RC电路来引导ESD能量到地,一般电容取值为0.1μF,电阻取值为10K。按键周围最好能敷满地线(选用实心铺地,不要网格铺地)。

  PCB上的电源接入点(电池仓与PCB之间的连线焊接点)邻近,电源线焊点后有必要紧接一个105电容(104电容亦可,但105电容可进步抗ESD上限),此电容首要用于在电池仓开盖打ESD时,泄放静电能量到地。此处的地应该铺成一片大地。

  除上述两个办法之外,假如要进一步进步ESD功用,PCB上的地应尽可能地铺大片实心的地,不要运用网格铺地的方法。并且,地与地之间的衔接要杰出,切忌零星地铺地和各块地之间运用细线衔接的状况。此外,传感器的地线接法规划,也有利于进步抗ESD功用。原则上,传感器的地线焊点应尽可能挨近电源接入焊点,以使静电能量无需通过板上绕线即抵达传感器,然后减轻对芯片的冲击。

  2. 进步AD功用

  关于高精度手掌秤,特别是两万点以上精度的手掌秤而言,电路及PCB规划至关重要,合理的规划能够有用进步整秤功用。传感器上的电容应尽量挨近芯片管脚,且走线尽量等长平行。在AVDD与AGND之间,尽量挨近芯片的当地接一个105电容。在开发具有时钟功用的秤或许需求通讯功用的秤时,一般需求运用外接晶振,晶振要尽量挨近芯片,走线平行,晶振底部不能走线,敷满地线。

  本文小结

  芯海科技将高功用ADC与MCU集成的产品开发思路为衡器职业供给了极具竞争性的处理计划,现在相关IC在国内超越千家企业中得到广泛运用,低功耗的太阳能电子称处理计划的推出适应了当时全球低碳经济开展的大趋势。本文介绍的CSU11系列芯片日前取得《电子工程专辑》2010年度抢手产品奖,再次显示了立异的产品规划思路和高性价比特色。事实上,除了太阳能衡器运用,CSU11XX系列还广泛适用于工业进程操控、液体/其他化学分析、便携式产品、智能变换器、太阳能人体秤、便携式医疗设备智能电表等工业运用范畴。为缩短客户的产品面市时刻并下降研制本钱,芯海科技从产品上市之初就以IC+体系规范计划为终端客户或计划商供给运用支撑,并供给成套的开发工具及丰厚的运用软件包。

  

  

   太阳能衡器SoC低功耗ADC

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