可穿戴設(shè)備電源設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)解析

可穿戴設(shè)備一直以來(lái)叫好不叫賣，除了在體驗(yàn)上抓不住用戶的痛點(diǎn)，究其本身而言也未能突破技術(shù)上的缺陷，續(xù)航性的問(wèn)題一直為人們所詬病。專家透露，短期內(nèi)業(yè)界較難找到完美的方案來(lái)應(yīng)對(duì)可穿戴設(shè)備的電源設(shè)計(jì)需求，目前基本都處于摸索的階段，但是也不乏少數(shù)人或許摸索出了一些門道。

　　可穿戴設(shè)備的電源設(shè)計(jì)要求

　　文司華博士首先為我們介紹的是關(guān)于可穿戴設(shè)備電源設(shè)計(jì)所需要注意的幾點(diǎn)關(guān)鍵因素。他表示，當(dāng)前主流的可穿戴設(shè)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(jīng)常性地更換，但是卻可以為生產(chǎn)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(huì)比一次性電池小很多，不過(guò)總體上來(lái)講可穿戴設(shè)備的電池容量一般不會(huì)超過(guò)300mAh。

　　另一方面，由于可穿戴設(shè)備經(jīng)常會(huì)處于開(kāi)機(jī)狀態(tài)，但是很多功能我們并不需要長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)啟，像無(wú)線電和EEPROM這樣的模塊也沒(méi)必要經(jīng)常供電，那么如何利用有效的電池管理方案來(lái)實(shí)現(xiàn)靈活性處理，達(dá)到最大效率延長(zhǎng)電池壽命的目的，是產(chǎn)品續(xù)航性最終實(shí)現(xiàn)差異化的關(guān)鍵因素所在。文博士則表示，TI針對(duì)這方面推出了基于超低 Iq 的降壓轉(zhuǎn)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(guān)于靈活性的設(shè)計(jì)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(shè)備對(duì)于電池模塊的尺寸要求很小，對(duì)于電池精度的要求卻是日益提高，如何實(shí)現(xiàn)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(shè)備等低功耗應(yīng)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(duì)低至10mA或高達(dá)250mA的快速充電電流進(jìn)行準(zhǔn)確控制，同時(shí)還可實(shí)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，可解決因漏電流帶來(lái)的電池?fù)p耗問(wèn)題，延長(zhǎng)電池使用時(shí)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(lái)的電池使用壽命結(jié)果對(duì)比　　區(qū)別于傳統(tǒng)的電池充電方案

　　可穿戴設(shè)備的電池充電方式，除了最為傳統(tǒng)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(dāng)下備受關(guān)注的無(wú)線充電方案，另一種則是備受爭(zhēng)議的能量采集方案。

　　能量采集（Energy(＄50.4000) Harvesting）技術(shù)，即充分利用周圍的能量，并有效轉(zhuǎn)換為可以被存儲(chǔ)及采集的電能，關(guān)鍵在于能效及能夠采集的能量數(shù)量，但是就目前來(lái)說(shuō)這項(xiàng)技術(shù)還存在很大的挑戰(zhàn)性。比如，如果增加額外的元器件，在1個(gè)小時(shí)內(nèi)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(yīng)該增添用于能量采集的元器件，仍存在爭(zhēng)議。

　　所幸的是，無(wú)線充電并沒(méi)有那么大的技術(shù)障礙，市面上已經(jīng)有了很多可行的方案出現(xiàn)，當(dāng)前TI也順勢(shì)推出了適用于可穿戴設(shè)備的無(wú)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(yīng)用了上述所提及的降壓轉(zhuǎn)換器Bq25100外，還加入了基于Qi標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線充電接收器——BQ51003(＄1.4625)。

　　圖4：TI推出的可穿戴設(shè)備無(wú)線充電方案（接收模塊）