在我們新一代穿戴式電源設(shè)計中添加電壓監(jiān)控器的三個理由

在過去十年中，智慧型手表等穿戴式技術(shù)的制造商，成功地實現(xiàn)讓用戶能夠即時追蹤個人的健康狀況。而現(xiàn)在可以運(yùn)用大量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，例如步數(shù)、心率、血氧飽和度、健身持續(xù)時間等，以各種方式來追蹤進(jìn)度以達(dá)成健身目標(biāo)。

隨著智慧型手表變得不可或缺，產(chǎn)品的電池壽命和小尺寸成為消費(fèi)者購買的主要考量。為此，產(chǎn)品制造商持續(xù)努力降低產(chǎn)品功耗和減少其占用空間，這也使得電源設(shè)計人員需花費(fèi)更多心力在產(chǎn)品設(shè)計上。以下我們來談?wù)勅齻€理由，深度剖析為何只要在我們的新一代穿戴式設(shè)計中添加電壓監(jiān)控器就能達(dá)到最佳化并獲得改善。

理由一：電壓監(jiān)控器有助于提升設(shè)計的可靠度

圖一是智慧型手表的系統(tǒng)原理圖。處理器帶有多個需要欠壓監(jiān)控的電壓軌，這對系統(tǒng)穩(wěn)定性至關(guān)重要。

圖一：智慧型手表原理圖

低于系統(tǒng)最低要求的電壓可能會導(dǎo)致內(nèi)建記憶體意外被覆寫、系統(tǒng)當(dāng)機(jī)或數(shù)據(jù)損壞。設(shè)計人員通常采用電阻電容（RC）充電電路來防止這類型的處理器錯誤并延遲重置訊號。

雖然導(dǎo)入RC電路很簡單，但有其限制：重置延遲是不可預(yù)測的，具體取決于輸入電壓的條件，例如轉(zhuǎn)換速率和低運(yùn)作電壓等。另外，RC 電路也缺乏欠壓監(jiān)控。

TLV841 等新型電壓監(jiān)控器提供了更好的解決方案—它們不僅可以監(jiān)控欠壓情況，還提供精準(zhǔn)的延遲時間功能，以確保電壓軌在運(yùn)作范圍內(nèi)，從而提高系統(tǒng)可靠度、可信度和功能性。

理由二：電壓監(jiān)控器有助于提升設(shè)計準(zhǔn)確度

現(xiàn)今的微處理器需要非常準(zhǔn)確的電壓監(jiān)控。而電壓監(jiān)控器提供更高的精密度，以解決任何電源整合良好訊號的低準(zhǔn)確度問題，其通常來自DC/DC穩(wěn)壓器。此外，電壓監(jiān)控器消耗較低靜態(tài)電流（I Q），例如TLV841僅消耗125奈安培（nA）。透過將低靜態(tài)電流以及準(zhǔn)確控制電壓供應(yīng)在0.5%內(nèi)的能力相結(jié)合，新型電壓監(jiān)控器讓我們有信心在不影響電池壽命的情況下設(shè)計準(zhǔn)確的系統(tǒng)。

LV841是一款超小型DSBGA封裝中具有±0.5%閾值精度的納米功率精密電壓監(jiān)測儀。TLV841提供三種引腳變體（S、M、C），以同類產(chǎn)品中最小的總解決方案尺寸提供許多獨特的選項。內(nèi)置磁滯以及固定或可編程（TLV841C）復(fù)位延遲可防止在監(jiān)測電壓軌或按鈕信號時出現(xiàn)錯誤的復(fù)位信號。在TLV841S的有源低輸出上，可通過在檢測和復(fù)位引腳之間添加外部電阻器來增加電壓閾值滯后。TLV841憑借其精密性能、低功耗和同類最佳功能以及最小的緊湊外形，為廣泛的電池供電應(yīng)用（如個人和消費(fèi)類產(chǎn)品）提供了理想的解決方案。
單獨的VDD和SENSE（TLV841S）引腳允許高可靠性系統(tǒng)尋求冗余。SENSE與VDD分離，可以監(jiān)測VDD以外的軌道電壓，也可以用作按鈕輸入。感測引腳的高阻抗輸入支持可選使用外部電阻器。TLV841S提供固定復(fù)位延遲定時選項，無需外部電容器。TLV841C允許編程復(fù)位延時，包括CT引腳浮動時的最小延時。TLV841M提供單獨的手動復(fù)位（MR）引腳，用外部信號強(qiáng)制復(fù)位條件，或用作按鈕輸入。TLV841M可設(shè)置為VDD和MR引腳監(jiān)控，以創(chuàng)建簡單的雙通道監(jiān)控解決方案。TLV841在-40°C至+125°C（T-a）的溫度范圍內(nèi)工作。

理由三：電壓監(jiān)控器可幫助我們將設(shè)計小型化

指針式手表的直徑為38毫米至44毫米，由于空間有限，且需要設(shè)計多個電路來支援GP S模組、心率感測器、計步器和觸控感測器等進(jìn)階功能，因此保持設(shè)計小巧可能是個真正的挑戰(zhàn)，特別是因為每個子系統(tǒng)都有自己所需的電壓軌。制造商經(jīng)常在產(chǎn)品功能和維持產(chǎn)品尺寸最小之間做出妥協(xié)。

新型電壓基準(zhǔn)在晶圓晶片級封裝中可用，其中封裝的尺寸等于裸片的尺寸。TLV841 外形小巧（0.73毫米x 0.73毫米），常見間距為0.4毫米，高度為0.4毫米。在設(shè)計中添加這種尺寸的電壓監(jiān)控器對于健身運(yùn)動pic手表的操作可靠性和功能相當(dāng)重要。

圖二說明TLV841的尺寸與常用尺寸的0603元件（例如0.1微法拉電容器）之間的比較。

圖2 ：TLV841評估板

結(jié)論

為了滿足消費(fèi)者的需求，智慧型手表在尺寸、電池壽命和系統(tǒng)性能等層面上的設(shè)計要求也相應(yīng)提高。新型電壓監(jiān)控器將會是滿足各種設(shè)計的關(guān)鍵之一，使我們能夠?qū)⒏喙δ苷系酱┐魇窖b置的設(shè)計中，同時提高整體系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠度，并且不會影響最終產(chǎn)品尺寸。