名廠分享:可穿戴設備的電源設計關鍵點
發布時間:2015-01-22 責任編輯:sherryyu
【導讀】可穿戴設備一(yi)直(zhi)以(yi)來(lai)叫(jiao)好(hao)不(bu)叫(jiao)賣(mai),除(chu)了(le)在(zai)體(ti)驗(yan)上(shang)抓(zhua)不(bu)住(zhu)用(yong)戶(hu)的(de)痛(tong)點(dian),究(jiu)其(qi)本(ben)身(shen)而(er)言(yan)也(ye)未(wei)能(neng)突(tu)破(po)技(ji)術(shu)上(shang)的(de)缺(que)陷(xian),續(xu)航(hang)性(xing)的(de)問(wen)題(ti)一(yi)直(zhi)為(wei)人(ren)們(men)所(suo)詬(gou)病(bing)。專(zhuan)家(jia)透(tou)露(lu),短(duan)期(qi)內(nei)業(ye)界(jie)較(jiao)難(nan)找(zhao)到(dao)完(wan)美(mei)的(de)方(fang)案(an)來(lai)應(ying)對(dui)可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)的(de)電(dian)源(yuan)設(she)計(ji)需(xu)求(qiu),目(mu)前(qian)基(ji)本(ben)都(dou)處(chu)於(yu)摸(mo)索(suo)的(de)階(jie)段(duan),但(dan)是(shi)也(ye)不(bu)乏(fa)少(shao)數(shu)人(ren)或(huo)許(xu)摸(mo)索(suo)出(chu)了(le)一(yi)些(xie)門(men)道(dao)。
可穿戴設備的電源設計要求
文wen司si華hua博bo士shi首shou先xian為wei我wo們men介jie紹shao的de是shi關guan於yu可ke穿chuan戴dai設she備bei電dian源yuan設she計ji所suo需xu要yao注zhu意yi的de幾ji點dian關guan鍵jian因yin素su。他ta表biao示shi,當dang前qian主zhu流liu的de可ke穿chuan戴dai設she備bei電dian池chi主zhu要yao分fen為wei兩liang種zhong,一yi種zhong是shi使shi用yong高gao容rong量liang以yi及ji高gao密mi度du的de一yi次ci性xing鋰li電dian池chi,需xu要yao用yong戶hu經jing常chang性xing地di更geng換huan,但dan是shi卻que可ke以yi為wei生sheng產chan商shang省sheng下xia不bu少shao成cheng本ben;另一種則是較受歡迎的可充電電池,就容量而言會比一次性電池小很多,不過總體上來講可穿戴設備的電池容量一般不會超過300mAh。
另一方麵,由於可穿戴設備經常會處於開機狀態,但是很多功能我們並不需要長時間開啟,像無線電和EEPROM這(zhe)樣(yang)的(de)模(mo)塊(kuai)也(ye)沒(mei)必(bi)要(yao)經(jing)常(chang)供(gong)電(dian),那(na)麼(me)如(ru)何(he)利(li)用(yong)有(you)效(xiao)的(de)電(dian)池(chi)管(guan)理(li)方(fang)案(an)來(lai)實(shi)現(xian)靈(ling)活(huo)性(xing)處(chu)理(li),達(da)到(dao)最(zui)大(da)效(xiao)率(lv)延(yan)長(chang)電(dian)池(chi)壽(shou)命(ming)的(de)目(mu)的(de),是(shi)產(chan)品(pin)續(xu)航(hang)性(xing)最(zui)終(zhong)實(shi)現(xian)差(cha)異(yi)化(hua)的(de)關(guan)鍵(jian)因(yin)素(su)所(suo)在(zai)。文(wen)博(bo)士(shi)則(ze)表(biao)示(shi),TI針對這方麵推出了基於超低 Iq 的降壓轉換器 TPS62740($2.5067)的電池管理方案,能夠很好地滿足以上提到的關於靈活性的設計需求。

圖1:TI基於TPS62740($2.5067)的電池管理方案
演(yan)講(jiang)中(zhong),文(wen)博(bo)士(shi)還(hai)提(ti)到(dao),可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)對(dui)於(yu)電(dian)池(chi)模(mo)塊(kuai)的(de)尺(chi)寸(cun)要(yao)求(qiu)很(hen)小(xiao),對(dui)於(yu)電(dian)池(chi)精(jing)度(du)的(de)要(yao)求(qiu)卻(que)是(shi)日(ri)益(yi)提(ti)高(gao),如(ru)何(he)實(shi)現(xian)較(jiao)小(xiao)的(de)充(chong)電(dian)終(zhong)止(zhi)電(dian)流(liu),也(ye)是(shi)目(mu)前(qian)急(ji)需(xu)攻(gong)克(ke)的(de)難(nan)題(ti)之(zhi)一(yi)。“基於較小尺寸和充電終止電流的需求,TI推出了為可穿戴設備等低功耗應用量身定製的鋰離子電池充電器:Bq25100。”文博士為我們介紹道,Bq25100采用了0.9×1.6毫米的WCSP封裝,可支持尺寸僅為前代一半的充電器解決方案;Bq25100可以對低至10mA或高達250mA的快速充電電流進行準確控製,同時還可實現低至1mA的充電終止,從而支持微型鋰離子紐扣電池。此外,Bq25100還支持不足75nA的漏電流,可解決因漏電流帶來的電池損耗問題,延長電池使用時間。

圖2:TI基於Bq25100的小尺寸充電器解決方案
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圖3:由不同漏電流帶來的電池使用壽命結果對比
區別於傳統的電池充電方案
可穿戴設備的電池充電方式,除了最為傳統的USB供電外,文博士也為我們提供了兩種嶄新思路。一種是當下備受關注的無線充電方案,另一種則是備受爭議的能量采集方案。
能量采集(Energy($50.4000) Harvesting)技ji術shu,即ji充chong分fen利li用yong周zhou圍wei的de能neng量liang,並bing有you效xiao轉zhuan換huan為wei可ke以yi被bei存cun儲chu及ji采cai集ji的de電dian能neng,關guan鍵jian在zai於yu能neng效xiao及ji能neng夠gou采cai集ji的de能neng量liang數shu量liang,但dan是shi就jiu目mu前qian來lai說shuo這zhe項xiang技ji術shu還hai存cun在zai很hen大da的de挑tiao戰zhan性xing。比bi如ru,如ru果guo增zeng加jia額e外wai的de元yuan器qi件jian,在zai1個小時內采集的少量能量,可能不到1秒鍾工作就被消耗掉了,因此到底是否應該增添用於能量采集的元器件,仍存在爭議。
所幸的是,無線充電並沒有那麼大的技術障礙,市麵上已經有了很多可行的方案出現,當前TI也順勢推出了適用於可穿戴設備的無線充電解決方案,在該方案的接收模塊上,我們可以看到除了應用了上述所提及的降壓轉換器Bq25100外,還加入了基於Qi標準的無線充電接收器——BQ51003($1.4625)。

圖4:TI推出的可穿戴設備無線充電方案(接收模塊)
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