為可穿戴電源設(shè)計(jì)，添加電壓監(jiān)控器的三個(gè)理由

1.前言

在過去十年中，智能手表等可穿戴技術(shù)的制造商在使用戶能夠?qū)崟r(shí)跟蹤他們的個(gè)人健康狀況方面取得了重大進(jìn)展?，F(xiàn)在可以利用大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，例如步數(shù)、心率、氧飽和度、鍛煉持續(xù)時(shí)間等，并以各種方式跟蹤健身目標(biāo)的進(jìn)度。

隨著智能手表變得不可或缺，電池壽命和小尺寸成為消費(fèi)者必不可少的考慮因素，鼓勵(lì)設(shè)備制造商不斷降低功耗和產(chǎn)品占用空間——并給電源設(shè)計(jì)人員帶來各種頭痛。在我們的下一個(gè)可穿戴設(shè)計(jì)中添加電壓監(jiān)控器會(huì)有所幫助 - 以下是三個(gè)原因。

第一：電壓監(jiān)控器有助于提高設(shè)計(jì)的可靠性

圖1是智能手表的系統(tǒng)框圖。處理器帶有多個(gè)需要欠壓監(jiān)控的電壓軌，這對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性至關(guān)重要。

圖 1：智能手表框圖

低于最低要求的電壓可能會(huì)導(dǎo)致板載內(nèi)存意外覆蓋、系統(tǒng)凍結(jié)或數(shù)據(jù)損壞。設(shè)計(jì)人員通常采用電阻電容 (RC) 充電電路來防止這些類型的處理器錯(cuò)誤并延遲復(fù)位信號(hào)。

雖然實(shí)現(xiàn)很簡(jiǎn)單，但 RC 電路有其局限性：復(fù)位延遲是不可預(yù)測(cè)的，具體取決于輸入電壓條件，例如壓擺率和低工作電壓。RC 電路也缺乏欠壓監(jiān)控。

TLV841 等現(xiàn)代電壓監(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，還提供精確的延遲時(shí)間功能，以確保電壓軌在工作范圍內(nèi)，從而提高系統(tǒng)可靠性、可靠性和功能性。

第 二：電壓監(jiān)控器有助于提高設(shè)計(jì)精度

今天的微處理器需要非常精確的電壓監(jiān)控。電壓監(jiān)控器提供更高水平的精度，以解決通常來自 DC/DC 穩(wěn)壓器的集成電源良好信號(hào)的低精度導(dǎo)致的任何問題。此外，它們還提供低靜態(tài)電流 ( IQ ) 消耗。例如，TLV841 僅消耗 125 nA。通過將低 I Q與準(zhǔn)確監(jiān)控 0.5% 電源電壓的能力相結(jié)合，現(xiàn)代電壓監(jiān)控器讓我們有信心在不影響電池壽命的情況下設(shè)計(jì)準(zhǔn)確的系統(tǒng)。

第 三：電壓監(jiān)控器可以幫助我們將設(shè)計(jì)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，并且需要設(shè)計(jì)多個(gè)電路來支持 GPS 模塊、心率傳感器、計(jì)步器和觸摸傳感器等高級(jí)功能，保持設(shè)計(jì)小巧可能是一個(gè)真正的挑戰(zhàn)，特別是因?yàn)槊總€(gè)子系統(tǒng)都有自己的所需的電壓軌。制造商經(jīng)常在產(chǎn)品功能和保持設(shè)備尺寸最小之間做出妥協(xié)。

現(xiàn)代電壓基準(zhǔn)在晶圓芯片級(jí)封裝中可用，其中封裝的尺寸等于管芯的尺寸。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(jì)中添加這種尺寸的電壓監(jiān)控器對(duì)于健身手表的操作可靠性和功能至關(guān)重要。

圖 2 說明了 TLV841 的尺寸與常用尺寸的 0603 組件（例如 0.1 μF 電容器）之間的比較。

圖 2：TLV841 評(píng)估板

總結(jié)

由于消費(fèi)者的需求將智能手表在物理尺寸、電池壽命和系統(tǒng)性能方面推向了極限，因此滿足相應(yīng)的設(shè)計(jì)要求是當(dāng)務(wù)之急?，F(xiàn)代電壓監(jiān)控器開辟了新的應(yīng)用機(jī)會(huì)，使我們能夠?qū)⒏喙δ芗傻娇纱┐髟O(shè)備設(shè)計(jì)中，同時(shí)提高整體系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性，并且不會(huì)影響產(chǎn)品尺寸。