【导读】对于可穿戴设备电源设计方案，有哪些核心要素需要关注？我们应该掌握些什么？笔者专门采访了安森美半导体以及德州仪器两大巨头公司高层，由此展开相关探讨，给你的可穿戴电源设计来点新鲜调味吧！
自可穿戴设备大热以来，由低功耗、电源技术、可穿戴这些个关键词组成的文章已不计其数，而续航时长的问题也始终为人所病垢，进而成为衡量一款穿戴设备的标准之一。
尽管已经有号称一年续航时长的vivofit手环，以及可维期一个月工作的小米手环临世，然而，对于搭载LCD屏幕、配备强劲CPU及GPU、以高性能处理多项任务并支持应用的智能手表、智能眼镜等产品，一天一充甚至多充的命运始终难以摆脱，就连备受瞩目的Apple Watch在续航方面也没有给市场带来特别惊喜。
打破技术的桎梏并非短期内即可实现。就现阶段而言，一方面仍需从电源管理、电池技术等层面入手不断创新，另一方面则可以思考，如何让设备能更简单快速的获取能量。除此之外，对于可穿戴设备电源设计方案，有哪些核心要素需要关注？我们应该掌握些什么？鉴此，笔者专门采访了安森美半导体以及德州仪器两大巨头公司高层，由此展开相关探讨，给你的可穿戴电源设计来点新鲜调味吧！
可穿戴电源设计有哪些要求与创新？
安森美半导体无线细分市场公司策略及业务开发高级经理AJ ElJallad表示，可穿戴设备的关键特性之一是它始终导通及处于唤醒状态，即始终处于感测外界环境的状态，且根据可穿戴设备间的不同，可能会涉及到温度、光、运动、振动、声音等等的改变，因此要求可穿戴设备的工作能耗极低。
对此，在分立方案方面，安森美半导体提供了多种不同元器件，适合超低能耗电源管理，并采用了小型微封装，其中包括DC-DC转换器、电池充电IC、温度传感器、输入电压低于1 V及采用0.6 x 0.6 mm封装4 LDO等。
“电源管理产品的下一步集成，我们称作微型电源管理IC（mini-PMIC）。” AJ ElJallad说道，这些器件能够结合安森美现有的知识产权（IP），以及其它简单逻辑和存储器特性，从而为设计人员在4个月内提供完整的可穿戴电源管理设计。无疑，加快上市时间对使产品差异化及获得消费者兴趣非常重要。
电池充电与充电保护有哪些因素需要重点考量？
于可穿戴而言，“安全性”和“实现较小的充电终止电流”是电池充电与充电保护应当重点考量的因素，德州仪器高性能模拟半导体产品部电池管理产品市场及应用经理文司华博士如是说。
先说安全性。在文司华看来，锂电池的安全性非常重要。过度充电和高温会引起火灾，因此充电设备必须保证有过流保护、超高温保护、低温充电等设计。与此同时，充电IC引脚和解决方案的尺寸也要满足可穿戴设备的需求，保证其尺寸很小。TI充电IC和燃料测量集成电路提供最全面的保护，可监测电池的操作，成功实现了在保持相同级别保护功能的同时，按比例缩小硅的尺寸，例如bq24040 和 bq25100。
再者就是如何实现较小的充电终止电流。文司华指出，由于可穿戴设备电池尺寸很小，加之设备对电池精度的需求日益增加，这要求充电精确度必须很高，达到毫安级。“举例来说，对于智能手机而言，通常为2000毫安充电需要1.2A（0.6C），充电截止电流一般为常规充电电流的1/10~1/20，即120毫安时到60毫安时；而在智能手环中，电池容量少于100毫安时，通常的充电电流为60毫安时，充电终止电流应该在6毫安时到3毫安时之间，充电设备能够达到这个需求的是非常稀有的。”
另一层面的思考：借点能量使使？
AJ ElJallad表示，能量采集（Energy Harvesting）技术，即充分利用周围的能量，并有效转换为可以被存储及采集的电能非常具有挑战性，关键在于能效及能够采集的能量数量。比如，如果增加额外的元器件，在1个小时内采集的少量能量，可能不到1秒钟工作就被消耗掉了，因此业界存在争议是否值得增添元器件，而亟待解决的挑战是可以采集多少能量，以及用于什么工作。如果你打算重新设计系统结构，使能量采集工作仅为传感器等供电，或是用于极类似的工作（如使智能手表保持显示时间）则会有用的多，因为在系统其它部分待机或休眠时，传感器本身的耗电量极低。
TI对此也有相应布局。文司华表示，TI TPS25504可以从低能量源中收集能量，例如从一个太阳能电池（0.3 ~ 0.3 v）或热电转换中（<0.3 v）收集。它仅需要一个较低的启动电压0.33V，可在80mV的状态下举行，其静态电流同样很低，仅仅为330nA。此外，无线充电亦是非常好的发展方向之一。
