TI在電池充電管理和體溫監(jiān)測(cè)的解決方案

近年來，隨著手機(jī)廠商持續(xù)投入，智能手表市場(chǎng)活力十足。2021年上半年全球智能手表出貨量超過86Mu，同比增長32%，而隨著下半年消費(fèi)市場(chǎng)的旺季來臨，全年出貨量預(yù)計(jì)超過200Mu。在COVID-19肆虐全球的后疫情時(shí)代，智能手表被賦予了新的使命，融合了血氧、心率、ECG監(jiān)測(cè)、體溫、血糖、血壓監(jiān)測(cè)等能夠體現(xiàn)人們運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和健康指標(biāo)的功能已經(jīng)成為剛需。在聚焦運(yùn)動(dòng)健康的新常態(tài)下，TI芯科技是如何助力并引領(lǐng)智能手表新風(fēng)潮的呢？

一般地，一塊兼具運(yùn)動(dòng)和健康管理功能的智能手表由圖1所示的若干功能模塊組成，今天將主要介紹TI在電池充電管理和體溫監(jiān)測(cè)兩大最受關(guān)注功能模塊的解決方案，旨在幫助工程師們?cè)陧?xiàng)目開發(fā)時(shí)提供最優(yōu)的器件選型和參考設(shè)計(jì)指南。

圖1. 智能手表系統(tǒng)框圖

1. 電池充電管理

BQ25170：線性充電IC，支持1V, 4.2V, 4.35V, 4.4V 多種充電電壓， 30V 最大輸入耐壓， 800mA充電電流， 超低0.5uA電池漏電流， 2*2QFN超小封裝

核心亮點(diǎn)：電阻配置簡單易用，高壓鋰電持久續(xù)航

典型應(yīng)用電路：

圖2. BQ25170典型應(yīng)用電路

整體解決方案僅9 mm^2 (8pin)，PCB layout可參考圖3.

圖3. BQ25170 Layout示例

BQ25180：線性charger，支持5~ 4.65V 多種充電電壓，25V 最大輸入耐壓, 1A充電電流， 超低10nA船運(yùn)模式，僅3uA電池漏電流，PowerPath & JEITA功能, 1.6*1.1mm WCSP超小封裝

核心亮點(diǎn)：I2C靈活配置，路徑管理、船運(yùn)模式、溫度調(diào)節(jié)一應(yīng)俱全

典型應(yīng)用電路：

圖4. BQ25180典型應(yīng)用電路

同時(shí)，BQ25180還具有領(lǐng)先市場(chǎng)同類產(chǎn)品的JEITA功能，滿足終端產(chǎn)品對(duì)充電過程中的溫度控制要求，將給使用者帶來更加安全可靠的體驗(yàn)和保障。

圖5. Adjustable JEITA: -3 ~ 65℃

BQ25618/9：開關(guān)charger，5A充電電流，Powerpath，集成1A Boost 輸出，超低9uA電池漏電流，PowerPath & JEITA, 2.0*2.4mm WCSP & 4*4mm QFN 超小封裝

核心亮點(diǎn)：I2C配置，1.5A高效快充，集成boost升壓輸出

典型應(yīng)用電路：

圖6. BQ25618 典型應(yīng)用電路

2. 體溫監(jiān)測(cè)

具備體溫監(jiān)測(cè)功能的智能手表早在幾年前就已經(jīng)被提及，但并未引起市場(chǎng)關(guān)注。隨著COVID-19席卷全球，這一功能越來越受到消費(fèi)者關(guān)注，而TI在該領(lǐng)域有著多年耕耘，產(chǎn)品目錄覆蓋多種應(yīng)用場(chǎng)合，在智能穿戴市場(chǎng)中主推的TMP117， 其溫度檢測(cè)精度可達(dá)0.1℃。

TMP117: 高達(dá)16bit數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換精度，+/-0.1℃(-20oC to 50oC)醫(yī)療體溫檢測(cè)精度，數(shù)字輸出，內(nèi)置EEPROM無需額外校正，I2C溫度預(yù)警，3.5uA@1Hz消耗電流，2*2WSON、1*1.6WCSP超小封裝

核心亮點(diǎn)：超高精度自動(dòng)校準(zhǔn)，超低功耗超小封裝

典型應(yīng)用電路：

圖7. TMP117典型應(yīng)用電路

在體溫監(jiān)測(cè)中，最大的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)在于如何將皮膚表面的溫度盡可能完全傳輸?shù)絪ensor中，以保證檢測(cè)結(jié)果的可靠性。TI針對(duì)手表貼合人體腕部下的熱量傳導(dǎo)路徑進(jìn)行建模分析，提供了多個(gè)應(yīng)用設(shè)計(jì)指南供工程師們參考，如Layout設(shè)計(jì)指南，FPC板參考設(shè)計(jì)等，能夠加速設(shè)計(jì)過程，輕松解決因機(jī)械結(jié)構(gòu)導(dǎo)致體溫檢測(cè)不準(zhǔn)確的問題。

圖8. 熱量傳導(dǎo)路徑（皮膚）

此外，在智能手表聚焦運(yùn)動(dòng)健康的新常態(tài)背景下，TI在電源管理，心率檢測(cè)，血氧檢測(cè)，ECG測(cè)量，環(huán)境光檢測(cè)和馬達(dá)震動(dòng)功能中推出了多種高性價(jià)比方案供客戶選擇。

審核編輯：郭婷