今年稍早，我曾撰文探討穿戴式裝置，以及其如何具備如此強大功能卻又如此小巧。穿戴式裝置即將更加小巧、功能更加強大，且使用壽命更長，而這都要歸功於電池充電、低靜態電流運作、智慧電源管理與高度整合。
穿戴式裝置的電池充電技術深具挑戰性，因為必須採用尺寸和容量都較小的電池。例如，為了實現快速充電與充電週期壽命目標，則根據您使用的電池是 40 mAh、100 mAh 或 200 mAh，以及希望在 0.5 C、1 C 或 2 C 下充電而定，充電電流會出現大幅差異。關鍵在於將可編程的快速充電電流納入設計中。bq25120 電池管理解決方案提供從 5 mA 至最高 300 mA 的編程功能，以支援各種電池和充電設定檔。
雖然快速充電十分重要，但盡可能在電池中納入大量電力也同樣重要。為了達成此目標，終止電流必須非常準確，且能可靠地在 1 mA 以下終止。
在每次充電間，電池必須為微處理器 (MCU)、無線電和感測器供電。為了達到最長的電池續航力，必須聚焦於運作時功耗較低的元件上，以及關機時功耗極低的元件上。降壓轉換器是實現低 Iq 運作的最重要功能，因為其是 MCU 的電源供應器，而且必須無時無刻地運作。您可考慮實作整合極低電流 DC/DC 轉換器的產品，例如 bq25120。此產品可在 1.8 V 電軌開啟時，實現 700 nA Iq，並且可在無負載的情況下為 MCU 供電。如果您的穿戴式裝置需要額外的低 Iq 降壓，TPS62743 或 TPS62843 會是絕佳選擇。TPS62843 是新一代的超低 IQ 降壓轉換器。此裝置的一般運作靜態電流為 275-nA，而且可將高效率延伸至低至 100-μA 以下的輕負載。其已針對 1uH 電感器最佳化，且可低至 4.7 uF Cout。此產品採用精巧的 6 針腳 WCSP 封裝 (0.8 mm x 1.05 mm) 與小型被動元件，可支援小達 5.7 mm² 的解決方案總尺寸。廣泛的輸出電壓範圍 (0.4 V – 3.6 V) 和 600 mA 輸出電流，讓此產品適用於大多數電池供電應用，例如穿戴式電子裝置、耳塞式耳機、TWS、醫療感測器、助聽器和物聯網。
部分感測器和無線電不會持續使用，並且可以完全關機，因此需要低洩漏關機模式。bq25120 整合負載開關，可在未使用元件時將其關閉，並且也可視需要配置為穩壓 LDO 輸出。
部分穿戴式裝置具有需要升壓轉換器的顯示器或心率監控器 (HRM)。不同的顯示器有不同的電壓需求，因此彈性最大的解決方案是透過離散裝置實作升壓。如果顯示器為有機發光二極體 (OLED)，可考慮如 TPS61046 等產品，其可提供 12-V，並且具備小尺寸與低 Iq 等特性。如果顯示器為 LCD、E Ink 顯示器或心率監控器 (HRM)，則 TPS61240 是提供 5V 的理想選擇。HRM 需要 5V 電源供應以供 LED 使用，而 TPS61240 具有極低洩漏斷開開關，可在未使用時將其完全關閉。
如您所見，TI 擁有各種具電源效率的小巧元件，可打造出在現今市場中確實鶴立雞群的穿戴式裝置。讓我們善用 TI 技術，擁有更健康的生活。
其他資源
- 觀看影片：「如何延長所設計的穿戴式裝置壽命？」
- 下載白皮書「調整符合 Qi 標準的無線功率解決方案，以因應低功率穿戴式裝置產品」。
- 查看這款適用於低功率穿戴式裝置應用的微型無線接收器 TI 設計參考設計。
- 閱讀以下 TI E2E 社群的部落格文章：
