1. 引言

 物联网LPWAN模组（如LoRa、NB-IoT）多采用电池供电（纽扣电池/锂电池），续航要求普遍超1年，但行业数据显示，因PCB设计不当导致的功耗损耗超30%——某智能水表厂商LPWAN模组初始续航仅8个月，需频繁更换电池，运维成本增加200万元/年。捷配累计交付物联网LPWAN模组PCB超300万片，覆盖智能表计、资产追踪等场景，本文基于捷配低功耗测试经验，拆解PCB设计对功耗的影响、优化规则及验证方法，助力物联网企业延长设备续航。

2. 核心技术解析

3. 实操方案

3.1 低功耗四步设计法

1. 电源网络优化：① 铜皮设计：3.3V 电源线路铜皮宽度≥0.5mm（1oz 铜厚），阻抗≤50mΩ，用捷配 PCB 阻抗计算器（JPE-Imp-500）验证；② 电源滤波：在电源入口处放置 0.1μF 陶瓷电容（0201 规格），间距≤2mm，滤除高频噪声，减少动态功耗，按IPC-7351元件布局标准；③ 电压降控制：3.3V 供电线路电压降≤0.1V，用万用表（JPE-Mult-1000）测试，超差则加宽铜皮或缩短路径；
2. 接地设计：① 星型接地：以电源芯片为中心，接地线路呈放射状，接地孔直径 0.3mm，间距≤5mm，参考IPC-9592 第 5.2 条款；② 地铜皮覆盖：PCB 空白区域覆盖地铜皮（1oz），面积占比≥60%，减少电磁辐射导致的额外功耗；
3. 元件布局与布线：① 功耗元件布局：射频芯片（如 SX1278）与电源芯片（如 AMS1117）间距≤8mm，缩短供电路径；② 信号线优化：射频信号线长度≤50mm，减少信号衰减导致的功耗补偿，线宽 0.2mm，间距 0.3mm；
4. 基材选型：选用生益 FR-4 EP1C（漏电流≤1μA），厚度 0.8mm，通过捷配 “低功耗基材验证”（用 JPE-Leak-200 漏电流测试仪，25℃环境下测试）。

3.2 功耗验证流程

1. 静态功耗测试：模组休眠模式下，用直流电源（JPE-Power-300）测试电流，LPWAN 模组静态电流需≤10μA（LoRa 模组）、≤5μA（NB-IoT 模组）；
2. 动态功耗测试：模拟数据传输（每小时发送 1 次数据），记录 24 小时平均电流，LoRa 模组≤30μA，NB-IoT 模组≤25μA；
3. 续航估算：按电池容量（如纽扣电池 CR2032，220mAh）计算，续航 = 电池容量 / 平均电流，需≥12 个月，捷配提供 “功耗 - 续航” 换算工具，自动生成估算报告。