Будут ли микроконтроллеры потреблять больше тока при более низком напряжении?

данные о потреблении в мкВт. Основным компонентом был микроконтроллер [...] nRF51422

Этот микроконтроллер NRF имеет встроенный понижающий DCDC, который потребляет меньший ток при более высоких напряжениях, что приводит к почти постоянному энергопотреблению контроллера.

Обратите внимание, что этот DCDC можно отключить в пользовательской прошивке: Тогда он будет работать как LDO, а значит, потребляемый ток не будет зависеть от напряжения (в рабочем диапазоне).

Есть несколько «основных» механизмов, которые приводят к потреблению энергии в схеме CMOS:

Механизмы связаны с проводимостью, поскольку устройства P и N включены во время переходов входных сигналов И зарядки/разрядки выходных/входных емкостей. Зарядка конденсатора от Vdd передает энергию в колпачок, которая в основном преобразуется в тепло при включении N-канального устройства.

Чем выше напряжение питания, тем больше энергии теряется при переходах формы входного сигнала, потому что ток проводимости пропорционален напряжению, а энергия заряда пропорциональна квадрату напряжения.

Более быстрые часы означают, что больше энергии в секунду (мощности) тратится впустую.

Третьим механизмом являются статические потери мощности, которые обычно намного меньше, чем упомянутые выше динамические потери. Это происходит из-за токов утечки затвора: -

Микроконтроллеры не работают с постоянной мощностью, поэтому они должны потреблять меньший ток при более низких напряжениях. Думайте о них как о связке заряжающихся и разряжающихся конденсаторов (затворов). Чем ниже напряжение заряда, тем меньше энергии запасается. Между прочим, это одна из причин перехода на очень низкое напряжение в более быстрых схемах: прокачка более высоким напряжением с более быстрыми тактовыми импульсами будет потреблять гораздо больше энергии.