2014年,可穿戴設(shè)備成為消費者的新寵,預(yù)示著另一種先進的電子消費品正在普及中,或許從蘋果發(fā)布的吸引眼球的AppleWatch可以說明一二。比如TPS82740A與TPS82740B步降轉(zhuǎn)換器模塊采用全面集成的9焊球MicroSiP封裝將開關(guān)穩(wěn)壓器、電感器以及輸入輸出電容器進行完美整合,可實現(xiàn)僅為6.7平方毫米的解決方案尺寸。
而且TI還在能量采集技術(shù)上發(fā)力,電源采集器及降壓轉(zhuǎn)換器可高效提取和管理從光源、熱源、電磁和振動能量等廣泛能量源產(chǎn)生的功率從微瓦特(μW)管理轉(zhuǎn)變?yōu)楹镣咛兀╩W)。
據(jù)文司華博士介紹,其bp25100單體鋰電子電池充電器采用0.9毫米×1.6毫米WCSP封裝,可支持尺寸僅為之前一半的充電器解決方案。但是,我們明顯看到,可穿戴設(shè)備的電池續(xù)航依舊顯得差強人意,解決掉電池續(xù)航問題,或許才能夠真正促進可穿戴設(shè)備大熱。
我們知道,可穿戴設(shè)備的上下游產(chǎn)業(yè)技術(shù)涉及傳感器、存儲器、電池、觸控模組、語音交互技術(shù)、體感相關(guān)產(chǎn)品等諸多環(huán)節(jié),而其中,最影響使用體驗的莫過于功耗問題,我想,誰也不愿意自己的智能手表要每天充電吧?故此,我們認為,超低功耗技術(shù)、能量采集技術(shù)、無線充電技術(shù)將是三大要素。
德州儀器高性能模擬半導(dǎo)體產(chǎn)品部電池管理產(chǎn)品市場及應(yīng)用經(jīng)理文司華博士亦認為:功耗、電池壽命都是阻礙可穿戴設(shè)備市場發(fā)展的因素,將來,這些領(lǐng)域會持續(xù)成為創(chuàng)新的焦點。
鑒于超長電池壽命對于大多數(shù)可穿戴設(shè)備是一個關(guān)鍵設(shè)計因素,電源管理技術(shù)是實現(xiàn)低功耗可謂其最高“生存法則”。TI推出的業(yè)界最小、最低功耗的線性電池充電器以及靜態(tài)電流流耗僅為360nA的全面集成型微型DC/DC電源模塊,可幫助延長可穿戴電子設(shè)備、遠程傳感器以及MSP430微控制器應(yīng)用的電池使用壽命,從而可為超低功耗設(shè)計實現(xiàn)創(chuàng)新的電源管理方式。bp25100支持高達30V的輸入電壓,不僅可對低至10mA或和達250mA快速充電電流進行準確控制,同時還可實現(xiàn)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,可延長待機運行時間。
文司華博士稱,“這是業(yè)界最小、最低功耗的線性充電器”,bp25100的實際尺寸大小甚至小于無源器件,在可穿戴設(shè)備中具備非常好的應(yīng)用前景。比如BQ25504就是一款新集成納米智能能源收集電源管理解決方案,其低靜態(tài)電流、高轉(zhuǎn)換功率、連接各種能量源和能量存儲元件的靈活性,使得IC在市場上脫穎而出,它非常適合有特殊需要的超低功耗的應(yīng)用,諸如智能手環(huán)等產(chǎn)品。
為解決可穿戴設(shè)備的電池續(xù)航問題,還可添加無線充電功能,針對無線充電TI同樣有先進的解決方案,在bp25100基礎(chǔ)之上,在相同的電路板上將符合Qi標準的bq510032.5W無線充電接收器與bq25100線性充電器進行配對。這兩款器件可讓尺寸為75平方毫米的最新TIDesign參考電路板的功能更為齊全。TI一直支持Humavox將bq25100整合在其無線充電解決方案中,該解決方案適用于采用了HumavoxETERNA?RF無線充電平臺的可穿戴設(shè)備與便攜式醫(yī)療保健設(shè)備。
“可穿戴設(shè)備用電池目前嚴格意義上無法實現(xiàn)快速充電,首先要解決高密度難題。但無線充電可以在1小時內(nèi)充上大部分電量,例如80%,某種程度上滿足了快充需求!蔽乃救A博士表示。
同時,文司華博士強調(diào),無線充電由于成本的限制因素,在可穿戴設(shè)備上的應(yīng)用尚需時日,而且無線充電在一些低端的智能手環(huán)上不見得是一個重大的賣點。
除了功耗,尺寸也是可穿戴設(shè)備中一個非常重要的考量,文司華博士表示,采用MicroSiP封裝的電源模組能夠在最小的板級空間上集成更多的器件,為可穿戴設(shè)備的創(chuàng)新性工業(yè)設(shè)計提供更多思路。所以說MicroSip是一個很好的技術(shù),從封裝層面上能夠把產(chǎn)品都集成下來,關(guān)鍵是不占PCB的空間,從整體設(shè)計角度來講,MicroSip模組很小,適合在可穿戴設(shè)備中應(yīng)用,這個封裝技術(shù)是一種突破。
在可穿戴設(shè)備領(lǐng)域,bq25100充電器以及相關(guān)的MicroSiP電源模組進一步擴大了TI超低功耗電池管理及DC/DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品陣營,其不僅可幫助延長電池使用壽命,還可在集成無線充電功能,使得可穿戴設(shè)備在低功耗設(shè)計中實現(xiàn)無電池工作?梢哉f,TI的超低功耗技術(shù)、能量采集技術(shù)、無線充電技術(shù)為可穿戴設(shè)備的持續(xù)火爆提供了更多想象空間。。