实现可穿戴设备振动的精确控制

现在，许多应用程序都采用了触觉技术，通过触觉提供身临其境且更具吸引力的体验。我们甚至在可穿戴设备中看到了触觉的魔力。智能手表可以通过振动来通知您徒步旅行时转错了方向。他们可以在你跑步时做同样的事情，告诉你你落后或落后于你的目标速度。谁不喜欢用一种特定的振动来提醒您老板正在打电话，而另一种振动来提醒您的重要人物来电的便利呢？

然而，将触觉集成到可穿戴设备中并不容易，因为空间已经受到限制并且功耗是一个很大的挑战。克服这些障碍的一种方法是将电源管理 IC （PMIC） 集成到您的设计中。

用于触觉应用的 PMIC（尤其是可穿戴设备、便携式设备甚至一些物联网 （IoT） 小工具等产品）需要满足对小尺寸和高效率的严格要求。通常，这些类型的产品会在待机模式下花费大量时间，定期唤醒以执行某些任务。这就是为什么从电池汲取的待机电流必须尽可能低的原因，以帮助延长设备的电池寿命。基于这些标准，一些系统设计人员得出结论，最好的方法是通过简化电源架构并仅产生单个转换器的静态电流来为整个系统供电，从而最大限度地降低系统的静态电流。例如，他们可能会指定单个 3V 电源为整个系统供电，使用负载开关断开电路的某些部分，以在这些部分不活动时保持电池寿命。然而，这种方法的问题在于，虽然待机电流被最小化，但由于工作模式下的功耗较高，尚未达到最佳平均电流。结果，电池充电周期内的平均功率没有得到优化。

启用高保真触觉效果

当今的许多可穿戴设备都使用偏心旋转质量 （ERM） 致动器来产生振动。与常规直流电机一样，ERM 电机使用直流电流的磁场来使物体绕圈移动。相比之下，使用线性共振致动器 （LRA），设计人员可以创建更复杂的振动信号，将上下文信息传达给设备佩戴者。LRA 使用音圈，该音圈基于交流输入，产生相应的振动，其频率和幅度与所提供的电信号相对应。它们更复杂，但LRA 通常比 ERM 消耗更少的能量来产生振动。对于 PMIC，一些类似的标准适用；换言之，将产生特定振动所需的电池电量降至最低的 PMIC 是理想的选择。

为了充分解决具有触觉功能的可穿戴设备与电源相关的设计挑战，PMIC 应具备：

具有超低静态电流的稳压器，可降低始终开启资源的待机功耗、延长电池寿命并减小电池尺寸

高效稳压器可降低有功功率，同时延长电池寿命并减小电池尺寸

集成以支持空间受限设计中的复杂电源架构

系统管理，包括开关噪声抑制、统一 I 2 C 控制、集成按钮/重置控制和电量计等元素

和一个节能的触觉驱动器

Maxim 发布了一款新的 PMIC，它是市场上第一个提供触觉驱动器的产品。用于超低功耗可穿戴设备的 MAX20303 PMIC 具有带有自动谐振跟踪功能的 ERM/LRA 触觉驱动器。PMIC 的电源管理功能可延长电池充电时间，该器件采用 3.71 毫米 x 4.21 毫米晶圆级封装 （WLP）。MAX20303 还具有：

微静态电流升压和降压稳压器

集成线性锂离子电池充电器、微静态电流低压差 （LDO） 稳压器和电流吸收器

开机/复位控制器、I 2 C 可配置性和可选电量计

MAX20303 的应用框图，它是一种高度集成的可编程电源管理解决方案，适用于超低功耗可穿戴设备。

考虑作为示例应用程序，GPS 运动手表。在这款手表中，MAX20303 可以为处理器、传感器、GPS 和蓝牙低功耗接口提供所有电源轨。它还可以为电池充电、监控电池充电状态并向用户提供触觉反馈。

消费、医疗和汽车应用推动触觉技术的增长

根据 MarketsandMarkets 研究人员的分析，触觉应用程序的设计者将有很多机会。该公司预计，到 2022 年，触觉技术市场的价值将达到 195.5 亿美元，从 2016 年到 2022 年，复合年增长率为 16.20%。该研究公司指出，消费电子产品的采用率越来越高，医疗和汽车应用领域的潜在机遇也随着这一增长的主要驱动力。对于设计人员而言， MAX20303 PMIC等底层技术可以解决为小型、超低功耗电子设备带来触觉的挑战。

审核编辑：郭婷