¿Usarán los microcontroladores más corriente con un voltaje más bajo?

Un proyecto que acabo de leer dio sus datos de consumo en µW. El componente principal era un microcontrolador, que ha indicado en su hoja de datos qué diferentes consumos de corriente tiene en diferentes modos (nRF51422).

Dado que P = U * I, ¿debería tener alguna razón para creer que los números actuales de las hojas de datos son en realidad mayores cuando el voltaje cae por debajo de su voltaje nominal? El micro puede funcionar desde 1.8V-3.3VI creo.

La respuesta general para la mayoría de los microcontroladores es no, pero me di cuenta de que esa parte tiene un convertidor de CC/CC para algunas de las partes de RF que podrían entrar un poco en juego, y es posiblemente la razón por la que calificaron de esa manera.
De hecho, CC/CC de todo tipo se comportan como una carga de potencia constante.
Pero, ¿y si el DCDC no está activado?

Respuestas (3)

Datos de consumo en µW. El componente principal era un microcontrolador [...] nRF51422

Este NRF µC tiene un DCDC reductor incluido, que consume menos corriente a voltajes más altos, lo que resulta en un consumo de energía casi constante para el controlador.

Tenga en cuenta que este DCDC se puede apagar en el firmware del usuario: entonces funcionará como un LDO, lo que significa que el consumo de corriente no dependerá del voltaje (en el rango de trabajo).

Hay un par de mecanismos "principales" que hacen que se consuma energía en el circuito CMOS: -

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Los mecanismos son de conducción debido a que los dispositivos P y N están encendidos durante las transiciones de las formas de onda de entrada Y la carga/descarga de las capacitancias de salida/entrada. Cargar el condensador de Vdd pone energía en la tapa que básicamente se convierte en calor cuando se enciende el dispositivo del canal N.

Cuanto mayor sea el voltaje de suministro, más energía se desperdicia en las transiciones de la forma de onda de entrada porque la corriente de conducción es proporcional al voltaje y la energía de carga es proporcional al cuadrado del voltaje.

Relojes más rápidos significan más energía por segundo (potencia) desperdiciada.

Un tercer mecanismo es la pérdida de potencia estática, que suele ser mucho menor que las pérdidas dinámicas mencionadas anteriormente. Se debe a las corrientes de fuga de puerta: -

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Los microcontroladores no funcionan con potencia constante, por lo que deberían tomar menos corriente con voltajes más bajos. Piense en ellos como un montón de condensadores de carga y descarga (compuertas). Cuanto menor sea el voltaje de carga, menor será la energía almacenada. Esta es, por cierto, una de las razones para ir a voltajes muy bajos en circuitos más rápidos: bombear voltajes más altos con un reloj más rápido consumiría mucha más energía.

¿Usarán los microcontroladores más corriente con un voltaje más bajo?
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