【导读】德州仪器(TI)日前推出超低功率充电,超低功耗电源转换(360nA)和超小尺寸无线充电参考设计方案,大大提升可穿戴产品的充电效率,同时TI推出为可穿戴设计的无线充电方案和能量采集系统方案,帮助可穿戴厂商加快产品的上市时间。
TI高性能模拟半导体产品部和电池管理市场及应用经理文司华博士向《我爱方案网》编辑解析了TI的业界最小、最低功耗的线性电池充电器以及静态电流流耗仅为 360nA 的全面集成型微型 DC/DC 电源模块。文博士特别介绍了TI全系统的电池管理方案及电源管理方案,以及为可穿戴设计的无线充电方案。
超低功率充电管理
TI最新推出的bq251000单体锂离子电池充电器采用 0.9 毫米 x 1.6 毫米 WCSP 封装,可支持尺寸仅为之前一半的充电器解决方案。小尺寸,精度高和效率高是此产品的主要特点。该器件支持高达 30V 的输入电压,不仅可对低至 10mA 或和达 250mA 快速充电电流进行准确控制,同时还可实现低至 1mA 的充电终止,从而支持微型锂离子纽扣电池。此外,bq25100 还支持不足 75nA 的漏电流,可延长待机运行时间。
图一: 世界上最小的线性锂电池充电器bq25100
无线充电参考设计方案,加快可穿戴产品上市时间
根据文博士介绍,bp25100还可添加无线充电的功能,在相同的电路板上将符合Qi标准的bp51003 2.5W无线充电接收器与bp25100配对。这两款器件可让尺寸为 75 平方毫米的最新 TI Design 参考电路板的功能更为齐全。TI 一直支持 Humavox 将 bq25100 整合在其无线充电解决方案中,该解决方案适用于采用了 Humavox ETERNA™ RF 无线充电平台的可穿戴设备与便携式医疗保健设备。
为加快可穿戴产品上市时间, TI推出很多无线充电的整体参考设计方案,基本上可穿戴厂商完全不用做任何改动。特别是无线充电设计有认证环节,TI的设计都是经过有经验的工程师调好的,如果拿去认证,很容易通过。大大提高客户的效率。我们希望帮助客户快速上市新产品,占领市场,文博士指出。
图二:TI基于可穿戴应用的无线充电方案
可穿戴产品:解决电池续航时间是关键
可穿戴产品有很多想像空间,但电池续航能力一直是大家倍感头疼的问题。文博士认为可穿戴产品现在急需解决的是电池续航时间问题而不是快冲的问题,续航如果解决,如果你有很高密度能量的电池,也可以做得很小、很轻,这个时候可能会讨论到它如何快速充,可穿戴的当务之急就是解决续航时间,文博士指出。
关于可穿戴产品的快冲问题, 由于可穿戴设备的电池目前还没有采用快速充电的电芯,所以可穿戴产品的充电至少要3个小时。笔者认为三小时是可以接受的时间。 在bq25100和bq24040出来之前,最大的问题是业界根本没有一颗做得很小电流的charger,同时满足高精度的要求。bq25100和bq24040弥补这个空档,做到电流很小,精度还很高,能够保证充满。我爱方案网认为,TI的产品在技术上将开启智能电源管理的新时代。但可穿戴领域竞争激烈,本土厂商对于价格非常敏感,因此,TI的产品未来在市场的走势,还需拭目以待。
超低功耗电源转化技术方案:MicroSiP 电源模块
TI 最新TPS82740A与TPS82740B 步降转换器模块都支持 200mA 输出电流、95% 的转换效率、仅为 360nA 的工作状态静态电流流耗以及 70nA 的待机流耗。该微型模块采用全面集成的 9 焊球 MicroSiP 封装将开关稳压器、电感器以及输入输出电容器进行完美整合,可实现仅为 6.7 平方毫米的解决方案尺寸。
在 100mV 的步进下,TPS82740A 支持 1.8 V 至 2.5V 输出电压,而 TPS82740B 则支持 2.6V 至 3.3V 电压,可充分满足 TI 最新超低功耗微控制器 (MCU) MSP430FR59xx 等微控制器以及 SimpleLink CC2540T 无线 MCU 等蓝牙 (Bluetooth) 低能耗解决方案的电源需求。
图三:TPS82740:超低功耗,最小型的DC/DC电源模块
TPS82740A 与 TPS82740B 的主要优势:
• 最小型 200mA DC/DC 解决方案:全面集成型 MicroSiP 模块包含所有无源组件,支持 6.7 平方毫米的解决方案尺寸,比分立式解决方案小 75%;
• 最低功耗与最高性能:支持仅为 360nA 的静态工作电流以及 70 nA 的待机流耗。集成型负载开关与 3 引脚电压选择功能可在工作中快速优化功耗。
超低功耗设计
bq25100 充电器以及 TPS82740A 与 TPS82740B MicroSiP 模块进一步壮大了 TI 超低功耗电池管理及 DC/DC 转换器产品阵营,其不仅可帮助延长电池使用寿命,甚至还可在低功耗设计中实现无电池工作。bq25570、bq25505、TPS62740、TPS62737 以及 TPS62736 电源器件可实现业界最低的工作静态电流。
供货情况
bq25100 现已开始批量供货。简单易用的 bq25100EVM-654 评估板可通过 TI eStore 订购。此外,现已开始批量供货的还有 TPS82740A 与 TPS82740B 电源模块。这两款模块都采用 2.3 毫米 × 2.9 毫米 × 1.1 毫米 MicroSiP 封装。设计人员可通过订购 TPS82740AEVM-617 与 TPS82740BEVM-617 评估板并下载 PSpice 瞬态模块仿真软件来简化设计和缩短开发时间。
通过以下链接了解有关 TI 超低功耗解决方案的更多详情:
• 下载 TI Design 参考设计《
太阳能产品:物联网中的传感器节点》;
• 可穿戴产品设计人员可根据《
让符合 Qi 标准的无线电源解决方案适应可穿戴产品》中的指导方针新增无线电源功能;
• 加入
德州仪器在线支持社区电源论坛与同行工程师及 TI 专家互动交流,搜索解决方案、获得帮助、共享知识,并帮助解决技术难题。