1. 引言

 人工智能眼镜依赖锂电池供电（常规容量300mAh~500mAh），但PCB功耗占总功耗的20%~30%——行业数据显示，未优化的AI眼镜PCB，静态功耗超50mA，动态功耗超300mA，导致续航仅3~4小时，远低于用户“6小时以上”需求。某智能眼镜厂商曾因PCB功耗过高，上市后因“续航差”遭用户投诉，销量下滑40%。捷配深耕低功耗PCB设计6年，研发的AI眼镜PCB静态功耗≤30mA，动态功耗≤220mA，助力厂商将续航延长至5.5小时以上。本文拆解PCB功耗根源、电源布局优化、散热设计要点，为电源工程师提供可落地的低功耗方案。

2. 核心技术解析

3. 实操方案

3.1 低功耗设计四步法

1. 电源线路设计：① 主电源线路（如 3.7V 锂电池供电线）线宽 0.3mm~0.4mm，铜厚 2oz（70μm），电阻≤0.2Ω/m，按公式 R=ρL/S（ρ=1.72×10^-8Ω?m）计算；② 分支电源线路（如传感器供电线）线宽 0.2mm，铜厚 1.5oz（52.5μm），电阻≤0.3Ω/m；③ 避免电源线路 “迂回布线”，长度≤15mm（如处理器电源线路从电源模块到引脚≤10mm）；
2. 接地优化：① 采用 “单点接地”（电源地与信号地在 PCB 边缘单点连接），避免地环流（地环流会增加 10%~15% 功耗）；② 接地线路铜厚 2oz，宽度≥0.3mm，接地电阻≤50mΩ，符合IPC-2221 第 6.1 条款；
3. 散热设计：① 高功耗芯片（如处理器、Wi-Fi 模块）下方 PCB 做 “覆铜开窗”，覆铜面积≥芯片面积 1.5 倍，开窗区域无阻焊剂，增加散热；② 芯片间距≥0.5mm，避免热量集中（间距＜0.3mm 时，局部温度升高 5℃~8%）；③ 选用高导热基材（如生益 S1130，导热系数 0.35W/(m?K)，比普通 FR-4 高 25%）；
4. 元件选型配合：① 选用低功耗元件（如处理器选高通 XR2 Gen 2 低功耗版，静态功耗≤10mA）；② 在电源模块输出端并联 “低压差稳压器（LDO）”（型号 TI TPS7A4700，静态电流≤1μA），稳定输出电压，减少功耗波动。

3.2 功耗验证与优化

1. 静态功耗测试：PCB 空载时（仅电源模块工作），用直流电源分析仪（JPE-DCA-600，精度 ±1μA）测试，静态电流≤30mA；
2. 动态功耗测试：PCB 满负载（处理器 + Wi-Fi + 传感器同时工作）时，测试电流≤220mA，功耗≤0.814W（3.7V×0.22A）；
3. 温度测试：满负载工作 1 小时后，用红外热像仪（JPE-IR-800，精度 ±0.5℃）测试芯片表面温度，≤55℃（超过 60℃需优化散热），符合IPC-9701 第 4.1 条款。