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为可穿戴系统找到正确的PMIC

文章：Bonnie Baker

由于智能手表成为必备的设备，制造商要求较小，较低功率的电路具有更高的功能。

可穿戴物市场远非饱和。可穿戴设备（智能手腕，手表和珠宝）的市场份额实际上是通过跨越式扩展。作为传统手表的后续，围绕手腕佩戴智能设备已成为几乎第二个性质。健康意识和WiFi连接的智能手表很快就会脱离“喜欢有”类别，成为“必须拥有的”。

智能手表已经确定了日期和日期的时间。除了这些基本功能之外，这些手表监控您的醒来和睡眠运动，并执行与iOS，Android和Windows设备的连接（图1）。

图1智能手表监控您的醒来和睡眠运动，并执行与iOS，Android和Windows设备的连接。

通过所有这些增加的功能，智能手表制造商要求具有更高功能的更小的较低功率电路。毕竟，整个系统必须容易地适应手腕。

留在标准电源解决方案

在智能手表系统中，第一个和最重要的电子设备低功耗耗散和尺寸问题均采用电源。大多数系统需要电池充电器和三个用于公共电路功能的调节输出。带降压和升压转换器的电源系统是最有效的。低压丢失的线性稳压器（LDO）赢得低噪音设备，但功率效率可能是弱点。

图2.具有一个电感器的传统电力系统

传统系统（图2.）使用一个电感器产生2.05V和三个LDO的降压输出电压，以完成四个电源轨道的总阵列（3.3V，2.05V，1.85V和1.2V）。四个电源轨道驱动微控制器，音频接收器和扬声器，麦克风，蓝牙收发器和传感器。总耗散功率为56.8MW。

该系统似乎满足了设计要求，有一些例外。电源需要四个设备加一个电感。这些设备附带的是所需的旁路电容器（〜7）和电阻（〜5）。所有设备和组件必须驻留在微小的PCB上。系统in.图2.需要大约6.8×8mm = 52.8mm的PCB面积²。此外，LDO的效率效率造成了一些不舒服的热量。

有两种替代方案可以减少该系统中的电源：1）重新配置电源，2）减少蓝牙，音频，微控制器和传感器电路中的电源轨要求。坦率地说，值得追求这两个挑战的时间，但让我们谈谈第一个;重新配置电源。

对你的思想申请创新

在这个系统中，我们需要四个不同的电源轨;3.3V，2.05V，1.85V和1.2V。在图2.，LDOS创建了四个电压中的三个。由于降压 - 升压转换器具有更好的效率编号，LDOS对其低功耗臭名昭着。

用于本申请的最佳电源系统是使用切换电源，用于四个轨道中的至少三个。这种方法的缺点是每个切换器都需要自己的电感器。这是创新发挥作用的地方。

该电路需要一个电源管理解决方案，集成了四个电源轨道：蓝牙和音频（1.85V），微控制器（1.2V），传感器和接口（2.05V和3.3V）。此外，重要的是，三个降压 - 升压转换器只使用它们之间的一个电感来保持房地产消耗。

图3.单电感器 - 多输出（SIMO）电源树

电源管理 - 集成电路（PMIC）显示在图3.。该部件使用单电感器 - 多输出（SIMO）架构，仅提供三个开关稳压器功能，同时仅使用一个电感器。请注意，SIMO块替换大部分低效的LDO功能。此外，还有一种电池充电器和LI离子电池的电源路径管理。总消散的电力图3.是35.53mw。

SIMO调节器

SIMO转换器与降压或升压转换器一样，处于不连续模式。SIMO控制循环监督设备的整个操作。每个SIMO输出都有自己的内部反馈，以允许单独的可编程电压轨。

SIMO调节器确保所有输出在不同时间和及时使用电感器。图4.显示SIMO操作期间典型电感电流波形的草图。

图4.SIMO电感器电流波形为三个输出

变量图4.是：

SSB0→通道输出电压0

SSB1→通道输出电压1

SSB2→通道2的输出电压

V._在→SIMO电源电压

l→电感值

理论与现实

市场上有几个设备使用SIMO转换器技术。例如，MAX77650有三个SIMO降压 - 升压输出，LDO和锂离子电池充电器（图5.）。

图5.单电感器 - 多输出电源树

系统in.图5.真的很适合账单。该设备的紧凑型形式因子允许用户对其期望的电源轨值进行数字编程。该电源需要一个设备加上一个电感器和旁路电容器（〜8）。这个PMIC，它驻留在智能手表中，拥有一个具有约4.8×5.4mm = 25.9mm的房地产面积的PCB²。

在舒适的情况下佩戴你的电子产品

可穿戴电子产品非常苛刻，其功能不断变化。今天，您可以找到具有蓝牙，音频和传感器功能的手表，明天将为这种可穿戴设备带来更多功能。但是，首先是需要小型系列，节能电子产品，持久的电池寿命。SIMO转换器提供带有高效，紧凑，低功耗，高轨密度PMIC解决方案的手表设计。万博投注网址所有这些功能都有助于微小的空间受限的小工具在紧凑的身体中实现丰富，用户聚焦功能，而不会影响电池寿命。

Bonnie Baker.一直在使用模拟和数字设计和系统，超过30年，并代表Maxim集成撰写本博客。万博投注网址

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