西門子電源6ES7307-1BA01-0AA0原裝正品

TI認為在可穿戴設(shè)備中，電池通常非常小(例如100 mAh)，設(shè)備又需要持續(xù)幾天甚至是幾個星期而又不用充電，因此功耗是一個關(guān)鍵的設(shè)計考慮因素。因此，高功率轉(zhuǎn)換效率將是一個關(guān)鍵的設(shè)計要素。時尚的手腕式可穿戴設(shè)備要想保持其酷炫特點，電子電路需要保持在極小的尺寸以內(nèi)。這推動了高水平的包括電源管理IC在內(nèi)的全器件集成。此外，功率器件的占板面積和封裝應(yīng)做到盡可能小。另外，可穿戴設(shè)備可能采用新型電源，例如對太陽能或熱能進行能量采集。同時，某些產(chǎn)品可能更傾向于非接觸式充電。這些非接觸式充電當(dāng)中包括了無線充電。

　　對于可穿戴電源目前存在的設(shè)計挑戰(zhàn)，總結(jié)了以下五點。

　　1、在鋰電池過充或溫度過高會導(dǎo)致起火，鋰電池的安全性問題仍讓人擔(dān)憂的同時，充電器應(yīng)具有幾乎所有類型的安全設(shè)計，包括過壓保護、過流保護、過溫保護、短路保護和低溫充電等，甚至是在充電器IC及解決方案尺寸必須保持非常小的情況下也是如此。

　　2、因為可穿戴設(shè)備中的電池較小，充電精度的需求提高使為這些小電池充電并非易事。充電器必須能夠提供更小的充電截止電流。換言之，充電器的精度應(yīng)該更高，達m*。例如，在智能手機系統(tǒng)中，2,000 mAh電池的正常充電電流為1.2 A(0.6 C)，充電截止電流應(yīng)為正常充電電流的1/10～1/20，即120 mA～60 mA。然而在手環(huán)中，由于電池容量可能為100 mAh，正常充電電流將為60 mA，充電截止電流應(yīng)為6 mA～3 mA。滿足這種要求的充電器器件很難找到。

　　3、可穿戴設(shè)備應(yīng)具有較長續(xù)航時間。通常，如果消費者每天都要為設(shè)備充電，他們就會不高興。在現(xiàn)在許多的智能手機都必須一兩天充電一次的情況下，終端用戶顯然期待能夠有所改善。整個電源管理應(yīng)能夠提供高效率的電源轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，這包括：穩(wěn)壓器效率，以及穩(wěn)壓器和電池充電器應(yīng)提供低靜態(tài)電流、低待機電流和低漏電流。具有極低漏電流和待機電流以及低靜態(tài)電流的電源管理器件更加難于設(shè)計。

　　4、甚至是現(xiàn)今的電池技術(shù)也不能完*電池運行時間的訴求。我們需要在使用可穿戴設(shè)備的同時，開發(fā)新的電源。新型電源的瓶頸在于其轉(zhuǎn)換為可用功率時，功率密度和轉(zhuǎn)換效率極低。

　　5、在可穿戴設(shè)備中，因為濕度、腐蝕等關(guān)系，許多產(chǎn)品的失效點為充電/信號連接器。

　　針對這些設(shè)計挑戰(zhàn)，TI 的應(yīng)對措施如下。

　　1、TI的充電器IC和電量計IC為工作中的電池提供了廣泛的保護和監(jiān)控。TI在保持相同水平保護功能的同時縮小半導(dǎo)體尺寸的過程中取得了成功。例如，bq24040和bq25100都與JEITA標準兼容。兩者都具有Ts輸入用于監(jiān)控電池?zé)崦綦娮?，以保證充電溫度在合適范圍內(nèi)。bq24040尺寸為2mm×2mm，并且在2014 年中期推出bq25100之前是小的充電器。bq25100尺寸為1.6 mm×0.9 mm，與0603尺寸的電容相當(dāng)(圖1)。

　　2、主流可穿戴設(shè)備品牌采用TIbq24040/45或bq24232(帶電源通路)充電器IC，是因為它們的尺寸較小(分別為2mm×2mm和3mm×3mm)、精度較高。并且在適配器連接時，甚至是電池電量耗盡時，bq24232允許系統(tǒng)立即上電。在先進的可穿戴設(shè)計中，精度和電源通路特性受青睞。另外，bq25100允許正常充電電流小為10 mA，并且能夠?qū)⒊潆娊刂闺娏骰蝾A(yù)充電電流設(shè)置為1mA，這是針對可穿戴設(shè)備的業(yè)界精度。