如何為您的可穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)延長(zhǎng)20%的電池壽命

當(dāng)您依靠智能手表來管理約會(huì)、查看消息和跟蹤健康參數(shù)時(shí)，您會(huì)希望設(shè)備在每次充電過程中都能可靠地運(yùn)行。不得不比您預(yù)期的更頻繁地爭(zhēng)先恐后地使用充電器是一件麻煩事——尤其是在您外出時(shí)。然而，與任何低功耗電子產(chǎn)品一樣，該設(shè)備的緊湊外形將限制其電池容量。

您如何設(shè)計(jì)可穿戴、耳戴式或其他空間受限的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品，以提供消費(fèi)者期望的豐富功能和較長(zhǎng)的電池壽命？

除了智能手表，耳塞、GPS追蹤器、嬰兒監(jiān)視器和其他低功耗物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都面臨著類似的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)：

空間限制

對(duì)散熱敏感，特別是因?yàn)槠渲性S多設(shè)備與皮膚直接接觸

較長(zhǎng)的播放時(shí)間預(yù)期

低噪音流量

對(duì)手勢(shì)和語音控制以及支付處理等增值功能的需求，推動(dòng)了設(shè)計(jì)中對(duì)額外電源軌的需求

快速上市

這些挑戰(zhàn)需要獨(dú)特的電源管理解決方案，例如基于單電感多輸出 （SIMO） 降壓-升壓架構(gòu)的電源管理 IC （PMIC）。傳統(tǒng)的開關(guān)穩(wěn)壓器拓?fù)湟竺總€(gè)輸出都有一個(gè)單獨(dú)的電感器，而SIMO PMIC提供了一個(gè)支持三個(gè)輸出通道的電感器。正如 Mital 所解釋的那樣，每當(dāng)輸出通道的電壓低于指定的閾值時(shí)，都會(huì)引發(fā)一個(gè)標(biāo)志，指示需要維修該通道。控制器在電感中構(gòu)建能量，直到電感電流符合編程的電流限值，然后將該能量傳輸?shù)捷敵?a target="_blank">電容器中。不必按任何定義的順序?yàn)橥ǖ捞峁┓?wù)。負(fù)載能力是所有輸出的所有電流的總和。

作為解決小型低功耗物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)的SIMO PMIC示例，Mital重點(diǎn)介紹了MAX77654。MAX77654為超低功耗PMIC，具有SIMO降壓-升壓、兩個(gè)帶紋波抑制功能的100mA LDO，以及用于小型Li+電池的電源路徑充電器。Mital解釋了PMIC如何為真無線立體聲（TWS）耳塞提供“一站式電源解決方案”。這種耳塞非常先進(jìn)，通常具有用于主動(dòng)降噪的附加麥克風(fēng)、生物識(shí)別傳感器和微小外形的實(shí)時(shí)語言翻譯。“分立式或半分立式電源解決方案很難滿足這些要求，”Mital說。

TWS耳塞系統(tǒng)需要提供較長(zhǎng)的電池壽命，在較小的PCB尺寸中支持多個(gè)高效電源軌，并擁有不影響音頻性能的電源音頻模塊。SIMO PMIC如MAX77654可滿足這些需求。該器件在 V 時(shí)提供 91% 的效率外（1.8V），在 0.3mm 中僅具有 6.29μA 關(guān)斷電流和 7μA 工作電流2總解決方案大小。該器件已證明能夠?yàn)槌驮肼?a target="_blank">音頻編解碼器供電，在不影響音頻質(zhì)量的情況下將電池壽命延長(zhǎng)多達(dá) 20%。

智能眼鏡由微控制器、振動(dòng)電機(jī)、藍(lán)牙和多個(gè)攝像頭組成，所有這些都位于框架手柄上的薄 PCB 條上。SIMO PMIC如MAX17270 nanoPower SIMO降壓-升壓轉(zhuǎn)換器可與LDO串聯(lián)作為效率升壓器，為眼鏡攝像頭模塊的三軌供電（串行通信為1.2V，數(shù)字邏輯為1.8V，模擬電路為2.5V）。而分立方法需要三個(gè)降壓穩(wěn)壓器、三個(gè)電感器、一個(gè)LDO和15個(gè)電容器（24.59mm中有<>個(gè)元件）2解決方案尺寸），MAX17270方案只需要一個(gè)器件、一個(gè)LDO、一個(gè)電感和10個(gè)電容（13.68mm內(nèi)有<>個(gè)元件）2解決方案大?。?/p>

智能眼鏡的圖像質(zhì)量取決于相機(jī)電源的紋波。為了減少輸出電壓紋波，Wong指出，可編程電感電流限制功能使SIMO輸出到對(duì)非常低紋波（<20mVp-p）敏感的電源軌。電感峰值電流限值可通過 I 更改2C將輸出電流紋波降低到20mV以下，他解釋說。

如果您正在尋找一種占用空間小、外部元件更少且可以高效延長(zhǎng)電池壽命的電源解決方案，請(qǐng)?jiān)u估SIMO PMIC。

審核編輯：郭婷