為可穿戴設(shè)備提供最理想的充電解決方案

事實(shí)上，除了電池充電器以外，一個(gè)專門為可穿戴設(shè)備而設(shè)計(jì)的電源解決方案還包括很多其他組件?，F(xiàn)在，讓我們一起來了解一下當(dāng)工程師在為系統(tǒng)設(shè)計(jì)充電解決方案時(shí)最常采用的幾款器件。

電池充電器前端的輸入接口通?？梢允褂貌煌碾娫?，例如目前普遍的USB、AC適配器以及無線電力與能源采集等。通過與無線電源協(xié)會(huì)(WPC)多年以來的密切合作，目前TI已經(jīng)推出了多款可同時(shí)用于Qi及非Qi認(rèn)證解決方案的無線充電傳輸器和接收器。

TI針對(duì)低功耗可穿戴應(yīng)用所推出的微型無線接收器是一款采用了低功耗無線接收器bq51003的超小型參考設(shè)計(jì)，能夠?yàn)殡姵爻潆娖魈峁?V的直流輸入電流。整套解決方案的面積還不足30平方毫米，是小巧精致型低功耗應(yīng)用的理想選擇。如果工程師想要設(shè)計(jì)一個(gè)直接充電的解決方案，可以用bq51050B替換bq51003，這是一款集電池充電器于一體的接收器，能夠直接與電池進(jìn)行連接。

針對(duì)低功耗可穿戴應(yīng)用且符合Qi(WPC)標(biāo)準(zhǔn)的無線充電器TI Designs參考設(shè)計(jì)將bq51003與低功耗充電器bq25100以及纖細(xì)的10mm線圈組合在一起，所形成的整體接收無線充電解決方案能夠提供高達(dá)2W的輸出電流。bq25100專為可穿戴設(shè)備設(shè)計(jì)，能夠幫助整個(gè)解決方案實(shí)現(xiàn)非常精確地充電終止電流，并且在任何時(shí)候電池的泄露電流都低于75nA。

針對(duì)低功耗可穿戴應(yīng)用的小型無線電源傳輸器TI Designs參考設(shè)計(jì)是TI低功耗傳輸器bq500212A的應(yīng)用電路。其與bq51003搭配為無線充電提供了絕佳的解決方案。為了實(shí)現(xiàn)合理的系統(tǒng)整體效率，該應(yīng)用電路中的線圈尺寸為30立方毫米，而并非其他參考設(shè)計(jì)中接收器端所使用的10mm線圈。由于線圈并不是標(biāo)準(zhǔn)的尺寸，該解決方案沒有通過Qi認(rèn)證。在專門的設(shè)計(jì)中，非相容型RX和TX仍然可以相互通信，這使工程師可以更加自由的選擇線圈的尺寸和其他相關(guān)組件。Dick Stacey的視頻詳細(xì)介紹了TI針對(duì)可穿戴和健身設(shè)備所設(shè)計(jì)的無線電力解決方案。

其他近來被經(jīng)常提及的電源還包括能量采集。能量采集系統(tǒng)可以通過光、熱和振動(dòng)收集能量并將其儲(chǔ)存在諸如超電容器或小型電池等能源存儲(chǔ)單元中。由于大多數(shù)可穿戴設(shè)備都是在戶外使用，這就使得它們能夠采集陽光并將其轉(zhuǎn)化為可穿戴設(shè)備的能源。此外，TI還可提供一系列針對(duì)可穿戴設(shè)備的低功耗、高效率降壓與升壓轉(zhuǎn)換器，包括bq25570、bq25504/05和TPS62736/37。

在充電系統(tǒng)中還有一個(gè)不容忽視的重要元素，那就是電池電量計(jì)?？纱┐髟O(shè)備的電池容量通常都很小，而小型的電池需要精確控制終止充電以防止電池因過充而老化。電池電量計(jì)能夠通過感測電阻器對(duì)充電電流進(jìn)行更精確的監(jiān)測，如此一來用戶就可以更準(zhǔn)確地了解設(shè)備的充電情況，在充滿電時(shí)及時(shí)拔掉充電器，以保證電池電量更充足，使用壽命更長。TI bq27421-G1是業(yè)界功耗最低的電池電量計(jì)，僅靠一塊單芯鋰離子電池就可以維持運(yùn)轉(zhuǎn)。它的尺寸極小，只有1.6mm*1.6mm(包括集成感測電阻在內(nèi))，是體積精巧型可穿戴設(shè)備的理想解決方案。同時(shí)，這款電池電量計(jì)可以切換為幾種不同的模式以提供不同的電源功率，包括初始化模式、正常模式、睡眠模式、休眠模式以及關(guān)閉模式。在關(guān)閉模式下，該設(shè)備的耗電量僅600nA，與電池自放電率相比可以忽略不計(jì)。此外，TI的專利技術(shù)Impedance Track™使該電池電量計(jì)易于配置，還可以靈活選擇電池組。對(duì)于那些不能精確控制終止充電的電池充電器，使用這款電池電量計(jì)可以很好彌補(bǔ)這一缺陷，以最大化利用小電池的電量。