每个芯片省100毫瓦，百万台设备能省多少电？

有时，小事可以产生很大的不同。Anybus NP40网络处理器是一个小型芯片，尺寸只有17x17毫米，但它可以处理世界上许多工业机器和设备的通信。

瑞典HMS Networks的Anybus开发团队已经能够采取多种措施来使其Anybus通信产品节省功耗。由于Anybus产品每年出货量达数百万，因此潜在的节省是可观的。

HMS Networks有一个雄心勃勃的可持续发展目标，即到2025年在二氧化碳排放方面实现净正值。这意味着所有团队都需要全力以赴，寻求可持续发展的收益。

一个最关心这一点的团队是位于瑞典哈尔姆斯塔德的Anybus开发部门。他们开发世界领先的Anybus工业通信产品，使工业机械能够在任何工业网络上进行通信（因此得名Anybus）。

三项小措施，实现大效果

Anybus NP40是高性能网络处理器，可处理流行的Anybus产品（如 Anybus CompactCom 或 Anybus Communicator）中的通信。

与大多数工业应用一样，Anybus产品需要“始终在线”，这就是为什么节能措施可以产生很大的影响 - 特别是当它们用于数百万个应用中时。

HMS的Anybus开发团队的首席工程师Timmy Brolin描述了最近实施的三项举措。

您已经为 CPU 实现了睡眠模式，只要没有工作要做。这有什么影响？

“尽管我们使用的是低功耗嵌入式CPU，但它们仍然会消耗一些功率。我们已经能够将平均功耗降低约 100mW（毫瓦），只需确保 CPU 内核在没有工作时进入睡眠模式即可。

这有时就像在代码库中添加一行或几行一样简单。虽然100mW最初看起来并不多，但当产品生产数百万时，它确实会达到惊人的大数字。

请参阅末尾的计算示例。

您还用开关降压稳压器取代了内置稳压器，这是如何工作的？

“某些类型的组件，如微控制器、通信控制器和以太网 PHYs，通常需要一个低压电源用于内核，一个更高电压的电源用于 I/O。

其中一些组件带有用于内核的内置线性电源稳压器，因此它可以由单个更高电压的电源（如 3.3V）运行。然而，这些内置线性稳压器的效率不是特别高，因此它们会浪费功率。

在最近的设计中，我们禁用了一个效率为 36% 的内置稳压器，并添加了一个效率为 90% 的德州仪器 （TI） 降压稳压器。这一变化使总功耗降低了约150mW。

虽然额外的调节器略微增加了产品的初始成本，但它实际上为客户节省了更多的钱，因为它减少了能源使用。

现代节能以太网 PHY 可以节省哪些能源？

“几年前，引入了10Mbit以太网标准的修订版，称为10BASE-Te。此修订版修复了以太网 PHY 设计人员的遗留问题，并允许以太网 PHY 更好地针对较低电压的 100Mbit 和千兆位操作进行优化，而不会牺牲与旧的更高电压 10Mbit 以太网版本的兼容性。

通过将旧的以太网 PHY 替换为根据 10BASE-Te 修订版设计的现代以太网 PHY，我们在 100Mbit 模式下运行时将每个以太网端口的功耗降低了约 190mW。

事实证明，这种节能是最重要的，因为我们的大多数产品都有两个或更多的以太网端口。

Samuel Alexandersson是HMS Anybus业务部门的业务线总监：

“虽然我们在这里谈论的是毫瓦级的节能，但最大的影响来自事物的规模，因为Anybus通信模块被广泛使用。去年，HMS出货了120万件Anybus产品。根据我们的计算，这些设施每年的潜在节能量高于HMS公司一年的消耗量。

塞缪尔·亚历山大森（Samuel Alexandersson）认为，未来对节能措施的需求很大。

“如今，我们的工业客户正在竭尽全力节约能源，随着能源价格的飙升，像这样的小事确实可以在减少工业机械的能源消耗和二氧化碳排放方面产生重大影响。”

注：PHY 是指 OSI 模型中的物理层，在本例中是驱动以太网电缆上电信号的组件。

注：I/O 即输入和输出。

注：降压稳压器是一种DC-DC电源转换器，可从其输入端降压（同时升压电流）。

毫瓦很重要 - 计算练习

假设一个“永远在线”的工业产品可以减少100毫瓦的能耗（如上面的Anybus示例），结果可以是：

0.1 瓦 × 24小时使用 × 365天 × 20 年使用经验 × 1,000,000 件已售出产品 = 17,52 吉瓦时

17,52 吉瓦时可以为 1800 万户家庭供电一小时。

原文链接：https://www.hms-networks.cn/tech-blog/blogpost/hms-blog/2023/11/13/small-things---big-energy-savings

（来源：中国工控）