自可穿戴設備大熱以來
，由低功耗
、電源技術、可穿戴這些個關鍵詞組成的文章已不計其數，而續航時長的問題也始終為人所病垢
，進而成為衡量一款穿戴設備的標準之一。

 

盡管已經有號稱一年續航時長的vivofit手環
，以及可維期一個月工作的小米手環臨世，然而，對於搭載LCD屏幕、配備強勁CPU及GPU、以高性能處理多項任務並支持應用的智能手表、智能眼鏡等產品
，一天一充甚至多充的命運始終難以擺脫，就連備受矚目的Apple Watch在續航方麵也沒有給市場帶來特別驚喜。

 

打破技術的桎梏並非短期內即可實現。就現階段而言，一方麵仍需從電源管理

、電(dian)池(chi)技(ji)術(shu)等(deng)層(ceng)麵(mian)入(ru)手(shou)不(bu)斷(duan)創(chuang)新(xin)，另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)則(ze)可(ke)以(yi)思(si)考(kao)，如(ru)何(he)讓(rang)設(she)備(bei)能(neng)更(geng)簡(jian)單(dan)快(kuai)速(su)的(de)獲(huo)取(qu)能(neng)量(liang)。除(chu)此(ci)之(zhi)外(wai)，對(dui)於(yu)可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)電(dian)源(yuan)設(she)計(ji)方(fang)案(an)
，有(you)哪(na)些(xie)核(he)心(xin)要(yao)素(su)需(xu)要(yao)關(guan)注(zhu)？我(wo)們(men)應(ying)該(gai)掌(zhang)握(wo)些(xie)什(shen)麼(me)

？鑒(jian)此(ci)，筆(bi)者(zhe)專(zhuan)門(men)采(cai)訪(fang)了(le)安(an)森(sen)美(mei)半(ban)導(dao)體(ti)以(yi)及(ji)德(de)州(zhou)儀(yi)器(qi)兩(liang)大(da)巨(ju)頭(tou)公(gong)司(si)高(gao)層(ceng)
，由(you)此(ci)展(zhan)開(kai)相(xiang)關(guan)探(tan)討(tao)，給(gei)你(ni)的(de)可(ke)穿(chuan)戴(dai)電(dian)源(yuan)設(she)計(ji)來(lai)點(dian)新(xin)鮮(xian)調(tiao)味(wei)吧(ba)！

 

 

安森美半導體無線細分市場公司策略及業務開發高級經理AJ ElJallad表(biao)示(shi)，可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)的(de)關(guan)鍵(jian)特(te)性(xing)之(zhi)一(yi)是(shi)它(ta)始(shi)終(zhong)導(dao)通(tong)及(ji)處(chu)於(yu)喚(huan)醒(xing)狀(zhuang)態(tai)
，即(ji)始(shi)終(zhong)處(chu)於(yu)感(gan)測(ce)外(wai)界(jie)環(huan)境(jing)的(de)狀(zhuang)態(tai)，且(qie)根(gen)據(ju)可(ke)穿(chuan)戴(dai)設(she)備(bei)間(jian)的(de)不(bu)同(tong)，可(ke)能(neng)會(hui)涉(she)及(ji)到(dao)溫(wen)度(du)、光
、運動、振動、聲音等等的改變，因此要求可穿戴設備的工作能耗極低。

 

對此
，在分立方案方麵，安森美半導體提供了多種不同元器件，適合超低能耗電源管理，並采用了小型微封裝，其中包括DC-DC轉換器、電池充電IC、溫度傳感器

、輸入電壓低於1 V及采用0.6 x 0.6 mm封裝4 LDO等。

 

“電源管理產品的下一步集成
，我們稱作微型電源管理IC（mini-PMIC）。” AJ ElJallad說道

，這些器件能夠結合安森美現有的知識產權（IP）
，以及其它簡單邏輯和存儲器特性
，從而為設計人員在4個月內提供完整的可穿戴電源管理設計。無疑
，加快上市時間對使產品差異化及獲得消費者興趣非常重要。

 

 

於可穿戴而言，“安全性”和“實現較小的充電終止電流”是電池充電與充電保護應當重點考量的因素

，德州儀器高性能模擬半導體產品部電池管理產品市場及應用經理文司華博士如是說。

 

先說安全性。在文司華看來，鋰電池的安全性非常重要。過度充電和高溫會引起火災，因此充電設備必須保證有過流保護

、超高溫保護、低溫充電等設計。與此同時
，充電IC引腳和解決方案的尺寸也要滿足可穿戴設備的需求
，保證其尺寸很小。TI充電IC和燃料測量集成電路提供最全麵的保護

，可監測電池的操作，成功實現了在保持相同級別保護功能的同時
，按比例縮小矽的尺寸，例如bq24040 和 bq25100。

 

再zai者zhe就jiu是shi如ru何he實shi現xian較jiao小xiao的de充chong電dian終zhong止zhi電dian流liu。文wen司si華hua指zhi出chu，由you於yu可ke穿chuan戴dai設she備bei電dian池chi尺chi寸cun很hen小xiao
，加jia之zhi設she備bei對dui電dian池chi精jing度du的de需xu求qiu日ri益yi增zeng加jia，這zhe要yao求qiu充chong電dian精jing確que度du必bi須xu很hen高gao，達da到dao毫hao安an級ji。“舉例來說
，對於智能手機而言，通常為2000毫安充電需要1.2A（0.6C），充電截止電流一般為常規充電電流的1/10~1/20，即120毫安時到60毫安時；而在智能手環中，電池容量少於100毫安時，通常的充電電流為60毫安時，充電終止電流應該在6毫安時到3毫安時之間
，充電設備能夠達到這個需求的是非常稀有的。”

 

 

AJ ElJallad表示，能量采集（Energy Harvesting）技ji術shu，即ji充chong分fen利li用yong周zhou圍wei的de能neng量liang，並bing有you效xiao轉zhuan換huan為wei可ke以yi被bei存cun儲chu及ji采cai集ji的de電dian能neng非fei常chang具ju有you挑tiao戰zhan性xing，關guan鍵jian在zai於yu能neng效xiao及ji能neng夠gou采cai集ji的de能neng量liang數shu量liang。比bi如ru，如ru果guo增zeng加jia額e外wai的de元yuan器qi件jian

，在zai1個小時內采集的少量能量，可能不到1秒miao鍾zhong工gong作zuo就jiu被bei消xiao耗hao掉diao了le
，因yin此ci業ye界jie存cun在zai爭zheng議yi是shi否fou值zhi得de增zeng添tian元yuan器qi件jian
，而er亟ji待dai解jie決jue的de挑tiao戰zhan是shi可ke以yi采cai集ji多duo少shao能neng量liang，以yi及ji用yong於yu什shen麼me工gong作zuo。如ru果guo你ni打da算suan重zhong新xin設she計ji係xi統tong結jie構gou，使shi能neng量liang采cai集ji工gong作zuo僅jin為wei傳chuan感gan器qi等deng供gong電dian
，或huo是shi用yong於yu極ji類lei似si的de工gong作zuo（如使智能手表保持顯示時間）則會有用的多，因為在係統其它部分待機或休眠時，傳感器本身的耗電量極低。

 

TI對此也有相應布局。文司華表示，TI TPS25504可以從低能量源中收集能量，例如從一個太陽能電池（0.3 ~ 0.3 v）或熱電轉換中（<0.3 v）收集。它僅需要一個較低的啟動電壓0.33V
，可在80mV的狀態下舉行，其靜態電流同樣很低，僅僅為330nA。此外，無線充電亦是非常好的發展方向之一。