一、ESL 的功耗画像：两段式，不是平均值

常规电子产品谈功耗看平均电流就够了，ESL 不行。它的电流曲线是极端的两段式：

电流
 ▲
 │        ┌─┐ 刷新脉冲(毫安级，持续几百毫秒到几秒)
 │   ┌┐   │ │
 │   ││   │ │   ┌┐ 射频接收(毫安级，持续几毫秒)
 │───┴┴───┴─┴───┴┴──────────────── 深度休眠(纳安~微安级)
 └──────────────────────────────────► 时间
      占空比通常远小于千分之一

绝大部分时间，价签处在深度休眠，电流在纳安到微安量级；只有在接收指令和刷新屏幕时，才出现毫安级的脉冲。这就带来两个后果：

• 静态电流的权重被时间放大。休眠电流差 1μA，一天下来就是 24μAh 的差距——放在几年的服役周期里，这个差距可能比刷新耗电还大。
• 脉冲电流不体现在能耗上，却决定能不能工作。纽扣电池内阻大，毫安级脉冲会把端电压瞬间拽下去，掉过芯片欠压门限就复位，表现为"刷到一半黑屏"。

二、建一张功耗预算表

2.1 表怎么列

把产品在一天里的所有状态拆开，每个状态填三列：电流、单次持续时间、每天发生次数。

2.2 一个算例（数字仅作演示，不代表任何产品实测值）

假设：
  深度休眠电流        2 μA
  同步唤醒            每次 5 mA × 3 ms，每天 2880 次（30 秒一次）
  屏幕刷新            每次 8 mA × 2 s，每天 2 次

日耗电计算：
  休眠   = 2 μA × 24 h                      ≈ 48 μAh
  唤醒   = 5 mA × 3 ms × 2880 / 3600        ≈ 12 μAh
  刷新   = 8 mA × 2 s × 2 / 3600            ≈ 8.9 μAh
  ─────────────────────────────────────────
  合计   ≈ 69 μAh / 天（未计自放电与裕度）

理论服役天数 = 电池可用容量(μAh) ÷ 日耗电(μAh/天) × 裕度系数

这个算例想说明的是权重分布：在低刷新频次的场景下，休眠电流往往是耗电大头，同步唤醒次之，真正的屏幕刷新反而占比不高。所以优化的第一顺位永远是休眠电流和同步策略，而不是想办法让屏幕少刷。

2.3 裕度系数要留够

理论值到实际值之间，至少有这几处损耗：电池在低温下的容量下降、自放电、电池放电末期电压不足以支撑刷新、现场信号差导致重传增加唤醒时间、生产一致性带来的个体差异。工程上通常给理论值打一个明显的折扣再对外讲，并且用样机长时间实测校正。

三、纽扣电池选型：容量之外还要看什么

3.1 常见型号

各型号的标称容量、脉冲放电能力、温度范围以电池厂商数据手册为准，同型号不同品牌差异可能不小。选型时不要只看标称容量数字，要看厂商给的脉冲放电曲线和低温放电曲线——这两条才决定 ESL 场景下的实际表现。

3.2 内阻：被低估的关键参数

纽扣电池的内阻随放电深度和温度上升。电池放到后半程、又赶上冬天冷柜环境，内阻可能比出厂时高出很多。这时候一个毫安级的刷新脉冲就足以把端电压拽到欠压门限以下。很多"电池还有电但价签不刷新"的现场投诉，根子在内阻不在容量。

3.3 自放电与来料管理

电池是有保质期的，长期存放会自放电。ESL 项目量大、备货周期长，来料的批次、存储条件、库龄都要管起来。制造端的规定动作包括：来料按批次记录、先进先出、装配前抽检电压、装配后带载确认。"出厂能亮、上架半年掉电"的批次问题，多数出在这一段。

3.4 装配环节的细节

• 绝缘片：出厂前不导通的设计要保证绝缘片到位，漏放就是整箱提前耗电。
• 触点接触电阻：电池座弹片压力不足或氧化，会在脉冲时形成额外压降。
• 防短路：装配工位要有防短路规定，金属工具、散落的电池都是风险。
• 防呆：正负极装反的可能性要靠结构排除，不能只靠作业指导书。

四、把脉冲扛住：电源设计的三个动作

4.1 储能电容按脉冲工况取值

在电池和负载之间放储能电容，让电容顶住瞬间的大电流，电池只负责慢慢把电容补满。取值要按"最坏脉冲电流 × 持续时间 ÷ 允许压降"来算，而不是照抄参考设计。电容的类型也要选对，低温下容量衰减明显的介质不适合冷柜场景。

4.2 时序上错开，不要叠加

射频发射和屏幕刷新如果在时间上重叠，两个脉冲叠在一起，压降会翻倍。固件设计上应当把它们错开——先收完指令、射频关掉，再启动刷新。这是纯软件动作，成本为零，效果明显。

4.3 去耦布局贴近芯片

板子小不是省去耦电容的理由。射频芯片与升压电路的去耦要贴近引脚，回流路径尽量短。ESL 主板层数有限，布局阶段就要把电源路径和天线净空一起规划，这部分与主板设计要点一起，展开见蓝牙电子价签主板方案：BLE 5.4 PAwR 换代与 SoC 选型。

五、低温场景是双重打击

生鲜冷柜和冷冻区是 ESL 的重要应用，也是功耗设计最难的场景，因为低温同时打两个地方：

所以冷柜方案不能拿常温方案直接改个外壳了事。正确做法是在目标温度下做样机实测：低温下的刷新时间、残影表现、脉冲压降、连续工作后的电池电压恢复情况，都要有数据。电子纸这一侧的低温刷新与波形补偿，见电子纸驱动板与 EPD 模组组装工艺。

六、产线上怎么测微功耗

6.1 普通电流表测不出来

ESL 的休眠电流在纳安到微安量级，常规产线电流测试的分辨率和噪声水平根本分辨不出差异——测出来一片"合格"，其实里面混着休眠电流高一个数量级的坏板。等到现场大面积提前掉电，已经是几个月之后的事了。

6.2 抽检 + 全检的组合做法

6.3 三个常见的测量误判

1. 稳定时间不够就读数。芯片进深度休眠需要时间，没等稳定就测，读到的是过渡态电流。要在作业规范里写死等待时间。
2. 测试环境有无线信号干扰。产线上其他工位在发射，被测板被唤醒，电流自然偏高。屏蔽条件要和射频测试一起规划。
3. 治具本身带来漏电流。纳安量级下，治具的绝缘、接触方式、连线都会引入误差。治具要单独做本底验证。

6.4 数据要留下来

ESL 出问题通常是按门店整批反馈的，所以功耗数据要能和箱号、模组批次、电池批次、固件版本关联起来。真出现批次性掉电，能把排查范围从"全部出货"收敛到"某几箱"，这个差别在百万级订单上是决定性的。完整的量产追溯设计见电子价签 ESL PCBA 代工：百万级批量制造的六个坑。

七、常见问题

7.1 客户要求"电池用满整个部署周期"，怎么谈？

把它翻译成工程语言再谈：目标服役天数 × 日均耗电 = 需要的电池可用容量。然后反过来看，在给定电池规格下，日均耗电必须压到多少，对应的刷新频次和同步周期是多少。这样谈的是可验证的参数，而不是一个含糊的年限。

7.2 同步周期能不能拉长省电？

能，但代价是改价指令的下发时延变长。零售客户对"全店改价多久完成"通常有要求，这是一个明确的取舍。常见做法是分时段策略：营业高峰期同步频繁一些，夜间拉长。

7.3 电池可换设计值不值得做？

看维护模式。可换电池的结构复杂度和成本更高，还多了防拆和密封的问题；不可换则意味着到期整只更换。这个决定要和客户的门店运维方案一起定，不是纯技术问题。

7.4 太阳能或环境光取能的 ESL 方案靠谱吗？

这个方向一直有人做，门店照明的光照强度是关键约束，取能功率有限，通常还是要配储能元件兜底。做之前先测目标门店的实际照度分布，再决定值不值得增加这部分成本和复杂度。

7.5 全彩屏对电池预算的影响有多大？

颜色数增加会明显拉长单次刷新时间，单次刷新耗电随之上升。如果产品定位在改价频繁的区域，全彩方案的电池预算要重新算，不能沿用双色方案的经验值。

附录：术语、参考资料与站内延伸阅读

参考资料

• 各纽扣电池厂商公开数据手册中的脉冲放电曲线与低温放电曲线（型号参数以厂商最新文档为准）
• Nordic Semiconductor：蓝牙电子货架标签与 PAwR 的低功耗机制
• 元器件温度等级划分公开资料（商业级 0—70℃ / 工业级 -40—85℃）

站内延伸阅读

• 电子货架标签硬件方案选型：选型六问与代工厂评估清单
• 蓝牙电子价签主板方案：BLE 5.4 PAwR 换代与 SoC 选型
• 电子纸驱动板与 EPD 模组组装工艺
• 电子价签 ESL PCBA 代工：百万级批量制造的六个坑
• 物联网智能水表 PCBA 代工与低功耗量产