處理器 (可穿戴設備的“大腦”) 電源。從 ARM Cortex MCU、DSP、GPS 芯片到 FPGA,都需要各種低壓軌,以全方位涵蓋各種大小的電流。這些組件可以由 LDO 或開關穩壓器供電。
不是所有可穿戴設備都由可充電電池供電,有些也許使用主 (非可充電) 電池,而這類電池需要在兩次更換之間提供較長的運行時間,因此,找到估計電池運行時間的方法是關鍵。
緊湊的尺寸和很輕的重量使可穿戴設備更舒適易用。采用緊湊型封裝的 IC 可構成占板面積很小的解決方案,從而使設備既能夠具有小的外形尺寸、重量又很輕。
超低靜態電流 IC 解決方案
顯然,滿足可穿戴應用需求的 IC 解決方案以及上面討論的相關問題應該具備以下特性:
超低靜態電流,無論是運行模式還是停機模式
很寬的輸入電壓范圍,以適合各種電源
能夠高效率給系統軌 (有些具 >5V 的較高電壓) 供電
能夠準確地進行庫倫計數以確定電池運行時間,且不會顯著影響 IC 靜態電流 (電池消耗電流)
占板面積很小、重量很輕的扁平解決方案
先進的封裝以可改善熱性能和空間利用率
幸運的是,凌力爾特公司最近推出了一些產品,例如超低 IQ LTC3388/-x 降壓型穩壓器、毫微功率 LTC3331 能量收集穩壓器以及集成了庫倫計數器的 LTC3335 降壓-升壓型轉換器都已經具備了大部份這些特性。
LTC3388 是一款超低靜態電流同步降壓型轉換器,在 2.7V 至 20V 輸入電源電壓范圍內,可提供高達 50mA 連續輸出電流。LTC3388 的無負載工作電流僅為 720nA,從而使該器件非常適合多種電池供電的低靜態電流電源應用,例如“持續運作型”電源和可穿戴設備。其遲滯同步整流在很寬的負載電流范圍內優化了效率。針對 15μA 至 50mA 的負載而言,該器件還提供超過 90% 的效率,且在穩定時僅需要 720nA 無負載靜態電流,因此延長了電池壽命。LTC3388 采用 3mm x 3mm DFN 封裝 (或 MSOP-10),僅需 5 個外部組件,因此能夠為多種低功率應用構成非常簡便和占板面積非常緊湊的解決方案。圖 1 顯示了 LTC3388 的典型應用電路。
圖 1:簡便的 LTC3388-1 典型低壓應用電路
毫微功率靜態電流 IC
LTC3335 是一款毫微功率高效率同步降壓-升壓型轉換器,內置了精確的庫倫計數器,提供高達 50mA 連續輸出電流。該器件具僅為 680nA 的靜態電流,可編程峰值輸入電流從低至 5mA 直至 250mA,非常適合多種低功率電池應用,例如在可穿戴設備和 IoT 設備中見到的那些應用。其 1.8V 至 5.5V 輸入電壓范圍和 8 個 1.8V 至 5V 的用戶可選輸出允許在輸入電壓高于、低于或等于輸出電壓時,提供穩定的輸出電源。此外,該器件集成的精確 (±5% 電池放電測量準確度) 庫倫計數器可在長壽命不可再充電的電池供電應用中,對累積電池放電提供準確監視,這類應用在很多情況下具極其平坦的電池放電曲線。典型應用包括無線傳感器、遠程監視器和凌力爾特的 Dust Networks® SmartMesh® 系統。LTC3335 包含 4 個內部低 RDSON MOSFET,可提供高達 90% 的效率。其他特點包括一個可編程放電報警門限、一個用于存取庫倫計數值和器件設定的 I2C 接口、一個電源良好輸出和 8 個 5mA 至 250mA 的可選峰值輸入電流以適合多種類型和尺寸的電池。采用耐熱增強型 20 引線 3mm x 4mm QFN 封裝的 LTC3335 的工作結溫范圍為 -40°C 至 +125°C。圖 2 顯示了 LTC3335 的典型應用電路。
