簡(jiǎn)介

對(duì)可穿戴健身設(shè)備和活動(dòng)監(jiān)控器而言，理想的電源解決方案應(yīng)該充電時(shí)間短而且尺寸小。在日益尖端的微芯片及其支持技術(shù)的推動(dòng)之下，可穿戴設(shè)備在過(guò)去十年中迅速普及。但如何讓設(shè)備穿戴感覺(jué)舒適、不引人注目，同時(shí)還能通過(guò)提供附加功能來(lái)改善最終用戶體驗(yàn)，從而更加吸引用戶，這對(duì)相關(guān)開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)無(wú)疑是不小的挑戰(zhàn)。

例如現(xiàn)在流行的智能手表，很多款式都配備了先進(jìn)的健康傳感器和應(yīng)用程序，它能夠檢測(cè)心律不齊，測(cè)量心率和血氧，還可以監(jiān)測(cè)能反映其他健康狀況的體溫變化等。有些智能手表還可以感知用戶的睡眠階段，提供高級(jí)鍛煉指標(biāo)，甚至檢測(cè)車禍等突發(fā)事故的發(fā)生。

許多可穿戴設(shè)備還提供多標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線連接，例如藍(lán)牙、Wi-Fi 或 GPS，用于發(fā)送數(shù)據(jù)更新和位置信息。但常亮顯示選項(xiàng)等附加功能通常會(huì)消耗更多的電池電量。

除了新功能的需求之外，可穿戴設(shè)備的設(shè)計(jì)人員還面臨其他方面的挑戰(zhàn)。因?yàn)樵O(shè)備是穿戴在用戶身上的，電源解決方案必須輕而耐用，并且能夠承受惡劣的條件并具備寬溫度范圍。此外，設(shè)備必須能夠快速、安全地充電，以跟上用戶生活方式活躍的需求；并且要消耗盡可能少的電量，以延長(zhǎng)充電間隔時(shí)間。

適用于可穿戴應(yīng)用的線性電池充電 IC

電池壽命是便攜式設(shè)備獲得成功的最大考量因素之一。

可穿戴設(shè)備需要的充電器必須尺寸小、功耗低，而MPS 一直在致力于尋找最有效的供電方法。MP2703是一款帶電源路徑管理功能的先進(jìn)超低功耗線性充電IC。該器件不僅具備典型線性充電器IC的所有優(yōu)點(diǎn)，而且專為超低功耗產(chǎn)品而設(shè)計(jì)，這意味著它可以用于藍(lán)牙耳機(jī)、可穿戴設(shè)備甚至耳塞。

線性充電器性價(jià)比高而且設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，非常適合用于可穿戴設(shè)備。由于它需要的組件較少，因此可以實(shí)現(xiàn)更簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)、更低的制造成本以及更高的可靠性。對(duì)某些應(yīng)用來(lái)說(shuō)，線性充電器功耗相對(duì)較高、產(chǎn)生熱量過(guò)多，這是缺點(diǎn)；但對(duì)低功耗應(yīng)用而言，這些則可以忽略，線性充電器是非常適合的選擇。

MP2703 的設(shè)計(jì)能夠滿足可穿戴設(shè)備日益增長(zhǎng)的功率需求。例如，歐盟e-call計(jì)劃要求所有新車均提供自動(dòng)緊急呼叫功能，而智能設(shè)備也開(kāi)始出現(xiàn)這種趨勢(shì)。但該功能可能需要高達(dá) 12V 的工作輸入電壓(VIN)。MP2703 的工作電壓高達(dá) 14.4V，明顯高于 6V的標(biāo)準(zhǔn) VIN，因此是設(shè)計(jì)師絕佳的選擇。

相對(duì)于競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品3mmx3mm的占位面積，MP2703采用了超小尺寸的 QFN-10 (2mmx2.5mm) 封裝，應(yīng)用于智能指環(huán)也不在話下。

如前所述，線性充電器的一個(gè)常見(jiàn)缺點(diǎn)是高功耗會(huì)導(dǎo)致額外熱量的產(chǎn)生。而MP2703 在設(shè)計(jì)時(shí)就考慮到了這一點(diǎn)。它支持 1.78W 的連續(xù)功耗，并通過(guò)封裝、PCB 和周圍氣流實(shí)現(xiàn)了出色的散熱性能。基于此，MP2703 可以配置在最大充電電流為 1A 的小電路板區(qū)域，設(shè)計(jì)人員無(wú)需再為冷卻留出額外的空間。

為了防止過(guò)熱，MP2703 還提供符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的電池溫度保護(hù)功能。它在關(guān)斷模式下的電池漏電流低至100nA，這可以保護(hù)電池并延長(zhǎng)使用壽命，這一點(diǎn)對(duì)可穿戴設(shè)備而言非常關(guān)鍵。當(dāng)電池達(dá)到最大調(diào)節(jié)電壓時(shí)，器件還將關(guān)斷（截止電流為 3mA）以防止過(guò)壓 (OV) 情況的產(chǎn)生，同時(shí)也可延長(zhǎng)電池壽命。對(duì)可穿戴設(shè)備等小型電池供電應(yīng)用而言，這也是非常重要的功能。

適用于可穿戴應(yīng)用的升壓變換器

MP28600是與 MP2703 配合使用同時(shí)也適用于可穿戴設(shè)備應(yīng)用的另一種電源解決方案。該器件是一款 DC/DC 同步升壓變換器，它將VIN升壓至目標(biāo)輸出電壓(VOUT)，并可在VIN 超過(guò) VOUT時(shí)設(shè)置為降壓模式。超小尺寸的 SOT563 (1.6mmx1.6mm) 封裝使其成為可穿戴設(shè)備的理想選擇。

MP28600的設(shè)計(jì)能夠滿足可穿戴設(shè)備不斷增長(zhǎng)的電力需求。例如，電池的輸出可能低于運(yùn)行 GPS 或e-call等應(yīng)用所需的VIN。在這類系統(tǒng)中，升壓變換器可對(duì)電池輸出電壓進(jìn)行升壓，以確保接收設(shè)備有足夠的電力。

即使沒(méi)有被激活使用，可穿戴設(shè)備也應(yīng)能夠即時(shí)響應(yīng)用戶的需要并立即打開(kāi)。MP28600 具有的超低靜態(tài)電流(IQ)非常適合這類應(yīng)用；當(dāng)產(chǎn)品未被激活運(yùn)行且處于待機(jī)模式時(shí)，其耗電量非常少。對(duì)可穿戴設(shè)備等電池供電應(yīng)用而言，IQ是非常重要的指標(biāo)；因?yàn)镮Q越低，充電間隔時(shí)間就越長(zhǎng)。

結(jié)語(yǔ)

可穿戴設(shè)備市場(chǎng)非常依賴能夠?yàn)樵O(shè)備高效充電的電池充電 IC，以及能夠升高電池與接收設(shè)備之間電壓的升壓變換器。MP2703和MP28600 是設(shè)計(jì)人員開(kāi)發(fā)可穿戴產(chǎn)品充電解決方案的絕佳選擇。采用這些器件，設(shè)計(jì)人員能夠更輕松地為最終客戶開(kāi)發(fā)高性價(jià)比的產(chǎn)品。

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