【導(dǎo)讀】可穿戴設(shè)備正逐步融入到我們的生活中，不僅在健康領(lǐng)域，在醫(yī)療護(hù)理，娛樂，安防以及金融等領(lǐng)域都可以見到它們的身影。在所有的應(yīng)用中，電池的使用時(shí)間以及設(shè)備的尺寸是可穿戴設(shè)備需要考慮的地方。
對(duì)于設(shè)備的尺寸來說，應(yīng)用中會(huì)要求主板具有小尺寸，主板上的元件也要盡量少，這意味著主板上的IC要有小封裝同時(shí)高度集成。比如當(dāng)下比較流行的智能手環(huán)，通常主機(jī)的尺寸也就在20mmx20mm左右，在主機(jī)內(nèi)的主板尺寸會(huì)更小，而電池包通常會(huì)占用主板的一面，其他元件貼在主板的另一面，這些元件的封裝都及其受限。
基于上述原因，CSP這種形式的封裝比較適合應(yīng)用在可穿戴設(shè)備中，因?yàn)檫@種封裝具有小尺寸和低高度（見圖1）。
圖1: CSP形式的封裝
除了封裝，主板電路的優(yōu)化設(shè)計(jì)也及其重要，高度集成會(huì)是減小主板尺寸的有效途徑。將功率元件及控制電路高度集成到IC中，會(huì)減少主板上元件的數(shù)量，從而減小主板的尺寸（見圖2）。
圖 2: 傳統(tǒng)方案 vs. 高度集成方案
對(duì)于高度集成的IC，靈活性會(huì)是很重要的特點(diǎn)。例如，對(duì)于高度集成的充電IC，各種充電參數(shù)都可以通過程序來控制，以適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，這將提供很好的客戶體驗(yàn)。如果IC集成I2C接口，這就給客戶提供了根據(jù)不同需求來管理充電，同時(shí)監(jiān)控充電狀態(tài)和異常情況，這將極大提供IC的靈活性。
電池是可穿戴設(shè)備中及其重要的元件，充電IC負(fù)責(zé)給電池安全充電同時(shí)提供電池和負(fù)載之間的雙向功率控制。這樣，充電IC在給負(fù)載提供功率的同時(shí)，可以給電池充電，當(dāng)負(fù)載功率超過輸入源功率的時(shí)候，電池可以給負(fù)載補(bǔ)充供電，以滿足負(fù)載的應(yīng)用。通常，充電IC采用帶有輸入電壓環(huán)和輸入電流環(huán)的功率通路控制來實(shí)現(xiàn)上述功能（見圖3）。
圖3: 功率通路控制
采用功率通路之后，充電IC還可以提供電池放電保護(hù)，諸如過流保護(hù)以及電池欠壓保護(hù)。在應(yīng)用中，如果系統(tǒng)失控，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)位操作就顯得極其重要，以防止不可以預(yù)期的損壞，功率通路也可以為充電IC提供系統(tǒng)復(fù)位操作，同時(shí)還能提供運(yùn)輸模式，以降低運(yùn)輸過程中的電池功耗。
可穿戴設(shè)備中的電池容量很小，通常在幾十mAh到一百多mAh之間，而客戶又期望電池有較長(zhǎng)的時(shí)間時(shí)間，所以充電IC要有較低的靜態(tài)功耗以延長(zhǎng)電池的使用時(shí)間。以70mAh的電池為例，如果要求使用3天，那么平均消耗電流要小于1mA。在只有電池連接到充電IC的應(yīng)用中，小于10μA靜態(tài)電流對(duì)充電IC來說也是很大的挑戰(zhàn)，這是因?yàn)榈挽o態(tài)電流會(huì)影響系統(tǒng)處對(duì)負(fù)載瞬變的響應(yīng)。
除了對(duì)充電電流，充滿電壓的精確控制之外，充電IC還要能夠提供電池過壓保護(hù)，監(jiān)控電池的溫度，以及其他的安全保護(hù)措施。
應(yīng)用于可穿戴設(shè)備中的理想充電方案應(yīng)該具有小尺寸，低元件數(shù)，靈活的充電管理，以及可靠的保護(hù)措施。MPS提供這樣的理想充電方案----MP266x系列線性充電IC，其采用WCSP的緊湊封裝，同時(shí)高度集成，以及低于13μA的靜態(tài)電流。
總結(jié)
在可穿戴應(yīng)用中，小尺寸和低靜態(tài)電流是對(duì)電池充電IC的重要考量，理想的充電IC應(yīng)能夠達(dá)到這兩項(xiàng)要求，同時(shí)高度集成以及靈活的控制。來自MPS的MP266x系列線性充電IC是可穿戴應(yīng)用中的卓越方案，該系列產(chǎn)品采用MPS業(yè)界領(lǐng)先的MOSFET和模擬工藝，詮釋了對(duì)可穿戴應(yīng)用的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
來源：MPS，作者：Hank Cao, Applications Engineer
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