可穿戴設備電源管理設計:3個典型案例和6個關鍵考量
發布時間:2020-02-13 責任編輯:wenwei
【導讀】在過去短短幾年中,我們看到了可穿戴設備在各個細分市場的受歡迎度都在飆升。原因不難理解:這(zhe)些(xie)產(chan)品(pin)融(rong)合(he)了(le)一(yi)些(xie)最(zui)新(xin)的(de)技(ji)術(shu),並(bing)以(yi)一(yi)種(zhong)非(fei)常(chang)直(zhi)觀(guan)且(qie)不(bu)打(da)擾(rao)的(de)方(fang)式(shi)改(gai)善(shan)人(ren)們(men)的(de)健(jian)康(kang)狀(zhuang)況(kuang)並(bing)簡(jian)化(hua)日(ri)常(chang)任(ren)務(wu)和(he)活(huo)動(dong)。今(jin)天(tian),流(liu)行(xing)的(de)可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)包(bao)括(kuo):
設計人員必須確定關鍵需求的優先級,並以優化電源管理實現最高效率的方式將它們集成到設備中。
在過去短短幾年中,我們看到了可穿戴設備在各個細分市場的受歡迎度都在飆升。原因不難理解:這(zhe)些(xie)產(chan)品(pin)融(rong)合(he)了(le)一(yi)些(xie)最(zui)新(xin)的(de)技(ji)術(shu),並(bing)以(yi)一(yi)種(zhong)非(fei)常(chang)直(zhi)觀(guan)且(qie)不(bu)打(da)擾(rao)的(de)方(fang)式(shi)改(gai)善(shan)人(ren)們(men)的(de)健(jian)康(kang)狀(zhuang)況(kuang)並(bing)簡(jian)化(hua)日(ri)常(chang)任(ren)務(wu)和(he)活(huo)動(dong)。今(jin)天(tian),流(liu)行(xing)的(de)可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)包(bao)括(kuo):
無顯示屏的服裝配飾和基本的運動追蹤器
此類產品主要為了實現基本的健康跟蹤和其他自定義功能。藍牙低功耗(BLE)協議非常適合作為這類應用的無線連接解決方案。

圖1:運動追蹤器用例
帶顯示屏的運動手環和運動手表
該消費領域預計將在未來幾年實現顯著增長。最新的產品設計具有更大和增強的彩色顯示屏,並實現更長的電池續航能力(約1周)。還可以實現不同的健康監測功能,例如24小時心律監測(HRM)、壓力和睡眠監測,以及各種健身和運動追蹤,例如遊泳、打高爾夫球等。GPS和音樂選項在此類應用中呈現發展趨勢。BLE也是這類應用中最受歡迎的無線連接解決方案之一。

圖2:運動手表用例
智能手表
這類應用是目前可穿戴設備領域中最先進的細分市場,主要的技術廠商都在不斷探索新的可能性並展示他們的最新創新。例如Apple Watch和三星Galaxy Watch。這類應用通常包含藍牙、BLE和Wi-Fidezuhejiejuefangan,yishixianwufengdewuxianlianjie。zheleichanpintongchangdedianchixuhangshijianweiyitian,leisiyuzhinengshouji。gaixifenshichangyujiyejiangzaiweilaijinianyibucuodesuduzengchang。
實用設計
kechuandaichanpinshejiyingbaokuosuoyoubixudeyingjianzujian,yishixianqisuoxudegongneng,manzuyonghuxuqiu。yinci,kechuandaishebeidedianyuanguanlichengweileshixianwendingxingnenghegengchangdianchixuhangnenglideguanjianyinsu,erqiechengbenshangyebixujuyoufeichangqiangdejingzhengli。
Dialog的DA1469x BLEjiejuefanganxilieweishejirenyuanhezhizaoshangruhejiangxindexitongyuanjianjichengdaokechuandaishebeizhongtigongleyigecankaodian,congerweikehudailaixindejiazhi,youqishizaidianyuanguanlifangmian。yixialiyongDA1469x芯片的運動追蹤器和運動手表的係統電路框圖為此參考點做了很好的說明:

圖3:DA1469x 數字電源域和電路框圖
在圖中我們看到,集成的PMIC功能能夠為外部元件(如傳感器和顯示屏)供電,這對於簡化可穿戴設計至關重要。除了電源管理功能外,集成的充電器可以通過USB接口對鋰離子或鋰聚合物電池充電,可穿戴產品中通常使用這類電池,這也是實現電源效率最大化的重要考慮因素。
可穿戴設備的關鍵電源管理特性
尋求可穿戴設計功耗優化的工程師應優先考慮一些關鍵要求,這些要求我們Dialog已經在DA1469x中實現:
多處理內核
例如,DA1469x使用三個不同的處理內核,通過在不使用時將其關閉,以及為每個任務選擇正確的內核,從而降低總體功耗。
電源軌
所(suo)有(you)可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)計(ji)都(dou)麵(mian)臨(lin)的(de)挑(tiao)戰(zhan)是(shi)為(wei)設(she)計(ji)中(zhong)所(suo)包(bao)含(han)的(de)所(suo)有(you)元(yuan)件(jian)供(gong)電(dian)和(he)進(jin)行(xing)電(dian)源(yuan)管(guan)理(li)。今(jin)天(tian)的(de)可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)由(you)一(yi)些(xie)不(bu)同(tong)元(yuan)件(jian)組(zu)成(cheng),並(bing)非(fei)所(suo)有(you)元(yuan)件(jian)都(dou)需(xu)要(yao)相(xiang)同(tong)的(de)供(gong)電(dian)電(dian)壓(ya),也(ye)不(bu)是(shi)所(suo)有(you)元(yuan)件(jian)都(dou)需(xu)要(yao)同(tong)時(shi)供(gong)電(dian)。解(jie)決(jue)此(ci)問(wen)題(ti)的(de)直(zhi)接(jie)方(fang)法(fa)是(shi)在(zai)設(she)計(ji)中(zhong)添(tian)加(jia)單(dan)獨(du)的(de)可(ke)控(kong)電(dian)源(yuan)單(dan)元(yuan)(例如PMIC)。將PMIC與外部電源軌結合使用,為設計人員提供了生成所需電壓的靈活性,而不會增加成本或PCB麵積。
充電器
穩定的電池是可穿戴設備的關鍵。將符合JEITA標準、功能齊全、大功率電池充電器與PMICmokuaijichengzaiyiqi,youzhuyukaifarenyuanchuangjianchusedechanpinsheji,bingweizuizhongkehutigonggongnengfengfuqiechengbenzuiyoudeshebei。gaineizhichongdianqifanganhainengziwotiaozhengchongdianguocheng,quebaozaichongmandianhouhuizidongkaishitiaojiedianchi。
多種睡眠模式
休眠、深度睡眠和擴展睡眠模式的組合,在保留的不同大小的RAM,不同的時鍾模式,打開和關閉不同的電源域之間循環,結合靈活的係統喚醒、不同的睡眠模式,可使設備自行調整電源管理需求。
觸覺控製支持
集成的觸覺反饋驅動器和控製器可與偏心旋轉質量(ERM)和線性諧振傳動器(LRA)外部器件結合使用,LRA的功耗比ERM低約2.5倍。該方法自動適應觸覺反饋傳動器的諧振頻率,並利用可配置的供電電流來設置震動反饋。
LCD控製器
LCD控製器能夠支持串行(SPI3/4)和並行接口,使可穿戴係統設計人員能夠從多種配套控製器選項中選擇一種。這有助於實現使用並行接口的高能效反射式顯示器(在可穿戴設備中很受歡迎)。
suizhekechuandaishebeishichangdeguangduheshouhuanyingchengdubuduankuoda,gongchengshiheshejirenyuanyinggaiyouxiankaolvzhexieguanjianyaoqiu,bingyiyouhuadianyuanguanliyishixianzuigaoxiaolvdefangshijiangtamenjichengdaoshebeizhong。ruguobunengbaochijiaochangdedianchixuhangnengli,namejishishiquanshijiezuijiangunaiyong、功能齊全的可穿戴設備,對消費者而言也是沒什麼用處的。
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