可穿戴設備電源設計關鍵點解析

來源：互聯網 作者：佚名2015年06月17日 15:09

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[導讀] 可穿戴設備一直以來叫好不叫賣，除了在體驗上抓不住用戶的痛點，究其本身而言也未能突破技術上的缺陷，續航性的問題一直為人們所詬病。專家透露，短期內業界較難找到完美的方案來應對可穿戴設備的電源設計需求，目前基本都處于摸索的階段，但是也不乏少數人或許摸索出了一些門道。

關鍵詞：可穿戴無線電電源設計

　　可穿戴設備一直以來叫好不叫賣，除了在體驗上抓不住用戶的痛點，究其本身而言也未能突破技術上的缺陷，續航性的問題一直為人們所詬病。專家透露，短期內業界較難找到完美的方案來應對可穿戴設備的電源設計需求，目前基本都處于摸索的階段，但是也不乏少數人或許摸索出了一些門道。

　　可穿戴設備的電源設計要求

　　文司華博士首先為我們介紹的是關于可穿戴設備電源設計所需要注意的幾點關鍵因素。他表示，當前主流的可穿戴設備電池主要分為兩種，一種是使用高容量以及高密度的一次性鋰電池，需要用戶經常性地更換，但是卻可以為生產商省下不少成本；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。

　　另一方面，由于可穿戴設備經常會處于開機狀態，但是很多功能我們并不需要長時間開啟，像無線電和EEPROM這樣的模塊也沒必要經常供電，那么如何利用有效的電池管理方案來實現靈活性處理，達到最大效率延長電池壽命的目的，是產品續航性最終實現差異化的關鍵因素所在。文博士則表示，TI針對這方面推出了基于超低 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于靈活性的設計需求。

　　圖1：TI基于TPS62740（＄2.5067）的電池管理方案

　　演講中，文博士還提到，可穿戴設備對于電池模塊的尺寸要求很小，對于電池精度的要求卻是日益提高，如何實現較小的充電終止電流，也是目前急需攻克的難題之一。“基于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制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制，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基于Bq25100的小尺寸充電器解決方案

　　圖3：由不同漏電流帶來的電池使用壽命結果對比

　　區別于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）技術，即充分利用周圍的能量，并有效轉換為可以被存儲及采集的電能，關鍵在于能效及能夠采集的能量數量，但是就目前來說這項技術還存在很大的挑戰性。比如，如果增加額外的元器件，在1個小時內采集的少量能量，可能不到1秒鐘工作就被消耗掉了，因此到底是否應該增添用于能量采集的元器件，仍存在爭議。

　　所幸的是，無線充電并沒有那么大的技術障礙，市面上已經有了很多可行的方案出現，當前TI也順勢推出了適用于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，還加入了基于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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