Tiny SIMO PMIC 为可穿戴设备充电 4 倍，将解决方案尺寸缩小 50%

Analog Devices, Inc. 发布了MAX77659单电感多输出 (SIMO) 电源管理 IC (PMIC)，集成开关模式升降压充电器，声称可以更快地为可穿戴设备、可听设备和物联网 (IoT) 设备充电并且比当今可用的任何其他 PMIC 占用更少的空间。SIMO PMIC 针对消费类和医疗可穿戴设备，充电 10 分钟即可提供超过 4 小时的播放时间，与其他解决方案相比，充电速度提高了 4 倍，并使用单个电感器为多个电源轨供电，有助于缩小总电量解决方案大小。

现已隶属于 ADI 公司的 Maxim Integrated 电池电源解决方案业务部执行董事 Karthi Gopalan 表示，在 Covid-19 之前，只有患有慢性病或重病或年老的人在家中监测他们的生命体征。“通过 Covid-19，我们看到了健康世界的范式转变，健康的人购买了这些小工具。”

她说，传统医疗公司正试图缩小其外形尺寸，采用电池供电，并使设备更时尚，而生活方式品牌则试图增加更多生命体征监测，因此这两个世界正在走到一起。“我们看到大型生活方式品牌开始进军医疗领域，而医疗人员则要求使用与生活方式品牌相同的电源解决方案。”

对于可穿戴设计人员而言，这转化为围绕舒适性的挑战，以及对更小、更时尚外形、更高精确测量精度、更快充电、更长电池寿命以及对更多集成功能的需求不断增长的需求。

Gopalan 说，这些小工具有时会 24/7 全天候佩戴，因此纤薄的外形和时尚轻巧的设计对于舒适性至关重要。“准确性是显而易见的，因为我们正在进行生命体征监测，因此精确测量变得非常关键，我们越来越多的客户群要求超过 24 小时充电，而一些医疗公司要求长达五天，所以越长电池寿命变得非常关键，我们能够通过更高效的电源解决方案实现这一目标。”

MAX77659 应用示例（来源：Analog Devices, Inc.）

据报道，除了提供更快的充电速度外，新的集成 SIMO PMIC 还可将材料清单 (BOM) 减少 60%，并将总解决方案尺寸缩小 50%。通过腾出电路板空间，设计人员可以装入额外的传感器和/或内存，以及添加位置跟踪和生命体征感应等新功能。

Gopalan 说，传统解决方案（见左下图）具有有限的传感和非常基本的 CPU，但生活方式和医疗品牌要求包装越来越多的传感器，如BioZ 和 PPG 传感器，而且还不止于此.

设计师还希望添加位置 (GPS) 跟踪、触觉和 AI 处理，因为正在生成大量数据，但是她说，“传统 CPU 并没有削减它，而且 AI 处理器更耗电，而且您在哪里挤入电源管理解决方案？

“我们开发了一种非常独特的 SIMO 架构，具有适当的集成度，例如充电器，我们能够将整个电源架构缩小一半，因此所有这些额外的传感器（见右下图）都可以打包到同一个紧凑的外形，”她说。

SIMO PMIC 支持更多集成功能。。（来源：Analog Devices, Inc.）

更高的集成度

MAX77659 SIMO PMIC集成了一个开关模式buck-boost充电器和三个独立可编程的buck-boost稳压器，它们都共享一个电感，以最大限度地减小整体解决方案的尺寸，这要归功于SIMO架构。

“一般来说，一个典型的电源管理 IC 会有多个电压轨——升压/降压电压电平，所以当你有三个电压或开关轨时，你需要三个独立的电感器，而这些电感器非常庞大，”她说。“使用 MAX77659，三个电源轨只需要一个电感器，从而释放了额外的空间。”

Gopalan 说，PMIC 不仅是最小的，它还具有业内最低的 Iq [静态电流]，这意味着电池寿命延长了 20%。

这三个稳压器在中等至重负载条件下以 91% 的效率运行，同时在轻负载条件下仅消耗 5 µA 的静态电流，从而延长了电池寿命。它还包括一个具有高 PSRR 的 LDO，适用于敏感应用。

此外，PMIC 支持自主裕量控制，通过最大限度地降低电压降来减少散热，同时提供足够的裕量来调节充电电流。结合自动余量控制的快速充电可延长电池寿命。

Gopalan 说，这意味着只需 10 分钟的充电窗口即可播放 4 小时，而线性充电器只需 10 分钟即可播放 1 个半小时。

另一个问题是热量。“当你推动线性充电器进行快速充电时，它会导致 25°C 的温度升高和热点。日本等拥有 JEITA 标准 [锂离子电池安全充电] 的某些国家提供了指导方针，因此如果温度超过一定水平，充电速度会减慢以冷却设备。但现在快速充电变得非常慢，充电时间也更长，”她说。“使用我们的解决方案，您不仅可以将充电速度提高 4 倍，而且温度最高可升高 5°，非常酷。”

Gopalan 说：“个性化医疗保健将继续增长，并且随着越来越多的电池供电小工具的出现，该市场正在爆炸式增长。” “我们继续看到越来越多的传感器、热管理、GPS 跟踪和人工智能处理的趋势；都被塞进这些小玩意儿里。”

MAX77659 现已上市，采用 30 焊球 2.55 × 2.37 × 0.5-mm WLP 封装。评估套件MAX77659EVKIT也已上市。

审核编辑 黄昊宇