設(shè)計一款器件讓你的多軌電源更加簡化

對任何可佩戴式或物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)計（如智能手表、數(shù)據(jù)記錄儀、傳感器、家庭網(wǎng)關(guān)等）而言，加快產(chǎn)品上市進(jìn)程均是關(guān)鍵要求。許多設(shè)計人員都在尋求最簡單最快捷的方式來實現(xiàn)這些系統(tǒng)。該挑戰(zhàn)看似不難應(yīng)對，但果真如此嗎？

最基本的系統(tǒng)包含微控制器、傳感器和某種類型的無線連接，往往具有不同的電源電壓要求。如果您正在為便攜式設(shè)備進(jìn)行設(shè)計，那么您可能需要讓自己的設(shè)計通過電池來供電或依靠能量采集來運(yùn)行。這樣，您簡單的單軌系統(tǒng)就突然變成了較復(fù)雜的多軌電源設(shè)計，需要電池充電器。您現(xiàn)在該怎么做呢？

如果復(fù)雜性、尺寸和集成度都不是重要因素，您就可以用一個適合主電源的降壓型轉(zhuǎn)換器、一個適合其它電壓軌的低壓差穩(wěn)壓器（LDO）和一個鋰離子（Li離子）充電器來給電池充電。但三個電源集成電路（IC）連同所有外部分立組件會增加系統(tǒng)的復(fù)雜性、尺寸和成本。

那么為什么不轉(zhuǎn)而試試電源管理多通道IC解決方案（PMIC）呢？小巧易用型PMIC解決方案的范圍可從兩個簡單的電源軌到具有負(fù)載開關(guān)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）、電池充電器、發(fā)光二極管（LED）驅(qū)動器及其它組合的26個電軌。它們擁有低成本高效益并可加快產(chǎn)品上市進(jìn)程，因為所有組件均很靈活，并包含在一個單一的解決方案之內(nèi)。請參閱圖1，看PMIC解決方案是如何工作的。

圖1：可對PMIC進(jìn)行高度集成，使其不僅僅包括電源。PMIC能集成的器件通常是外部的，如液晶顯示器（LCD）背光照明器件、實時控制器件、排序器件和電池充電器。

專為可佩戴式和IoT應(yīng)用而設(shè)計的PMIC的一個例子是TPS6572x。該小型器件具有一個300mA的集成式鋰離子電池充電器、一個高效率的降壓型轉(zhuǎn)換器（TPS65720是200mA，TPS65721是400mA）和一個200mA的LDO。電壓很容易通過外部電阻分壓器進(jìn)行設(shè)置。此外，TPS6572x還集成了四路通用輸入/輸出（GPIO），這樣您就能在自己的微控制器上騰出一些空間，使發(fā)光二極管（LED）和蜂鳴器（通常用于健身手表和便攜式工業(yè)應(yīng)用）等器件的布線更容易。TPS6572x采用WCSP（TPS65720）封裝或QFN（TPS65721）封裝。TPS65720的總體解決方案（帶分立組件）尺寸是25mm2。

圖2展示了該解決方案如何能用工業(yè)數(shù)據(jù)記錄應(yīng)用進(jìn)行工作的簡單方框圖。TPS6572x能給微控制器、Bluetooth?控制器和傳感器供電，從而可創(chuàng)建低功耗、小巧高效的設(shè)計。

超低功耗MSP430F5438A微控制器（MCU）可支持TI的Energy Trace?技術(shù) —— 一種先進(jìn)的能量調(diào)試生態(tài)系統(tǒng)。能量跟蹤（Energy Trace）技術(shù)使用戶可通過觀察工作功耗、待機(jī)功耗和外設(shè)功耗分析來實時查看能耗。使用MSP430F5438AMCU允許系統(tǒng)連續(xù)檢測和記錄傳感器數(shù)據(jù)并作出自主決定，同時僅喚醒雙模CC2564藍(lán)牙控制器等無線電器件。為消耗最少量的功率，CC2564器件可利用MSP430 MCU的通信和節(jié)電模式。CC2564藍(lán)牙器件可作為連接到您智能手機(jī)、平板電腦或個人電腦（PC）的互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)，以便從傳感器和系統(tǒng)收集實時數(shù)據(jù)。TPS6572x僅憑兩個簡單的電軌即可為整個系統(tǒng)供電，還可提供USB電池充電功能。

大多數(shù)器件在睡眠或喚醒事件中都依靠按鈕。TPS6572x具有按鈕檢測功能，該功能可讓系統(tǒng)的其余部分進(jìn)入深度睡眠模式以便節(jié)約能量，或進(jìn)入喚醒模式以便繼續(xù)運(yùn)行?？傊?，這些器件可創(chuàng)建小巧高效的電池供電型應(yīng)用。在健身帶、心率監(jiān)測器、工業(yè)數(shù)據(jù)記錄儀和工業(yè)傳感器等應(yīng)用中，這些器件可一起使用。

使用PMIC為多軌系統(tǒng)供電能實現(xiàn)靈活高效、更簡單更小巧的設(shè)計。我們的PMIC可分別為子系統(tǒng)、主處理器供電或同時為主處理器和子系統(tǒng)供電。如果下一次您的應(yīng)用上有多個電源軌，不妨考慮選用PMIC。

圖2：簡單設(shè)備經(jīng)常使用多個電源軌。TPS65721的多軌輸出能實現(xiàn)小巧高效的設(shè)計。