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两种方案的性能比较取决于物联网应用的占空比。在占空比较小的应用中，睡眠电流是衡量物联网设备运行时系统效率的指标，关机电流是衡量船舶模式功耗的指标。为了演示解决方案的模式，我们选择了业界最小的静态电流RTC MAX31342、外部按钮控制器MAX16150和微型负载开关TPS22916。
RTC使用I2C通信编程，设置物联网应用程序的睡眠时间，当定时器到期时，中断信号下拉MAX1615的PBIN引脚，其将输出设置为高并接通负载开关。在睡眠期间，只有TPS22916、MAX31342和MAX16150消耗电力系统电源。
表 1：传统解决方案不同功能模块的电流消耗
| 功能模块 | 型号 | 睡眠模式 | 船舶模式 |
|---|---|---|---|
| 静态电流 (nA) (典型) | 静态电流(nA) (典型) | ||
| RTC | MAX31342 | 150 | 6 |
| 负载开关 | TPS22916 | 10 | 10 |
| 外部按钮控制器 | MAX16150 | 10 | 10 |
| 系统总消耗电流 (典型） | 170 | 26 |
图1. 传统解决方案的示意图
在实验中，我们评估了两种最新技术在固定占空比下的寿命，比较了传统解决方案和使用MAX16163的改进解决方案的性能。
可以使用平均负载电流和电池容量来计算电池的寿命。
可以使用系统的占空比来计算平均负载电流。
平均负载电流=工作电流 ╳ D+睡眠电流 ╳ (1-D)
为了比较这两种解决方案，假设系统每两小时醒来一次，执行特定任务，然后进入睡眠模式。系统激活电流为5 mA。电池寿命取决于操作的占空比。下图显示了具有不同占空比的两种方案的电池寿命曲线图，从0.005%到0.015%不等。
图2.显示无线传感器节点的电池寿命与占空比的图表
表 2：两种不同解决方案的比较
| 参数 | 传统解决方案 | 改进方案 |
|---|---|---|
| RTC、负载开关和外部按钮控制器 | 集成模块 | |
| （MAX31342、TPS22916和MAX16150） | （MAX16163） | |
| 纽扣电池容量 | 250 mAh | 250 mAh |
| 关闭电流（Shutdown Current） | 146 nA | 30 nA |
| 睡眠电流 | 170 nA | 10 nA |
| 芯片数量 | 3 | 1 |
| (RTC +负载开关+外部按钮控制器) | （集成模块） | |
| 晶振 | 需要 | 不需要 |
| 方案尺寸 | 130 mm2 (典型) | 50 mm2 (典型) |
ADI的MAX16163解决方案实现了对这些功能进行更精确控制的设计。与传统方法相比，它将电池寿命延长了约20%（对于典型的0.007%占空比操作，如图5所示），并将解决方案大小减少到60%。
工程师提示: Digi-Key 电池续航时间计算器
Digi-Key在线计算小工具，根据电池的标称容量和负载所消耗的平均电流来估算电池续航时间。
电池续航时间 = 电池容量 (mAh) / 负载电流 (mA)
输入电池容量与设备功耗，即可得到电池巡航时间
总结：
在大多数应用中，电池的寿命取决于我们为传感器节点设计功率策略的效率。这表明优化船舶模式和睡眠模式是提高电池效率的最佳方法之一。
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