尺寸降低50%！面向可穿戴應(yīng)用領(lǐng)域的PMIC

電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李誠）據(jù)IDC數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，2021年Q3全球可穿戴設(shè)備出貨量達(dá)1.384億臺，同比增長9.9%，其中國內(nèi)市場出貨量達(dá)3528萬臺，同比增長5.0%，預(yù)計2024年全球智能可穿戴設(shè)備出貨量將達(dá)到6.32億臺。

在可穿戴的小型化設(shè)備中，電源管理一直是行業(yè)關(guān)注的重點，也是提升用戶體驗的關(guān)鍵。如今可穿戴設(shè)備可實現(xiàn)的功能逐漸豐富，設(shè)備系統(tǒng)能耗也有明顯提升，使用高效的PMIC可有效地提高電源轉(zhuǎn)換效率、降低系統(tǒng)功耗，將每瓦的性能實現(xiàn)最大化，延長設(shè)備的電池續(xù)航能力。

Qorvo面向醫(yī)療可穿戴設(shè)備的低功耗PMIC

談可穿戴PMIC談到Qorvo，可能有些人會感到詫異，在很多人的印象中，Qorvo是一家專注于提供無線射頻解決方案的公司，是通信基站、手機(jī)射頻芯片、物聯(lián)網(wǎng)射頻芯片領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊，Qorvo何時開始進(jìn)軍PMIC領(lǐng)域的呢？其實，在早2019年Qorvo收購了一家專注于電源管理與電機(jī)驅(qū)動芯片設(shè)計與研發(fā)的Active-Semi。

Active-Semi在PMIC領(lǐng)域有著豐富的經(jīng)驗技術(shù)積累，此前Active-Semi推出的PMIC還受到了眾多廠商的認(rèn)可，并在運動相機(jī)這一細(xì)分領(lǐng)域中拿到了將近50%的市場份額。如今可穿戴設(shè)備市場興起，市場對可應(yīng)用于小型化設(shè)備的PMIC需求異常強(qiáng)勁，Qorvo基于Active-Semi在PMIC領(lǐng)域的自身優(yōu)勢推出了適用于可穿戴設(shè)備的PMIC ACT81460。

ACT81460是由Qorvo面向小型電池供電系統(tǒng)推出的一款PMIC，該芯片集成了線性充電功能，靜態(tài)電流為6μA，極低的待機(jī)電流有利于提升電池的續(xù)航能力，尤其是應(yīng)用于長時間處于待機(jī)狀態(tài)或低功耗的設(shè)備中。為進(jìn)一步提升電池供電設(shè)備的續(xù)航能力，Qorvo還為其設(shè)計了低功耗工作模式，在低功耗模式下，ACT81460可根據(jù)實際需求對穩(wěn)壓器數(shù)量的開啟或關(guān)斷進(jìn)行配置，進(jìn)而實現(xiàn)電池能效的最大化。

ACT81460支持4V至5V的電壓輸入，同時芯片內(nèi)部還集成了3個低壓差穩(wěn)壓器和3個負(fù)載開關(guān)，以及4可配置的GPIO和4個高效的DC/DC轉(zhuǎn)換器，其中兩個是降壓轉(zhuǎn)換器，1個是升降壓雙向轉(zhuǎn)換器，另一個是最高支持20V的升壓轉(zhuǎn)換器。每一個DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出的值都能根據(jù)實際應(yīng)用需求通過配置I₂C實現(xiàn)。由于DC/DC轉(zhuǎn)換器的高效性，這款PMIC可充分地將電池電壓用至2.7V。芯片采用了WLCSP封裝，規(guī)格大小為3.3*3.3mm，滿足可穿戴設(shè)備對芯片小型化的要求。

Maxim支持多路輸出、尺寸降低50%的PMIC

在可穿戴領(lǐng)域，截至目前Maxim已推出多款產(chǎn)品，其中max20310是Maxim此前發(fā)布的一款具有超低靜態(tài)電流的PMIC。該芯片由兩個單電感和兩個低壓差穩(wěn)壓器以及其他電源管理器件組成。

max20310采用了創(chuàng)新型的單電感多路輸出架構(gòu)，能夠在使用單電感的情況下提供兩個可編程的電壓輸出通道，以此實現(xiàn)最大限度縮小芯片體積的目的，提升終端產(chǎn)品設(shè)計的靈活性。并且通過這一設(shè)計，還能將每路輸出的靜態(tài)電流降至了最低，與傳統(tǒng)的分立式設(shè)計方案相比，在待機(jī)狀態(tài)下靜態(tài)電流降低了40%以上。

同時，該芯片還支持最低在電池電壓為0.7V時工作，將電池的利用率實現(xiàn)最大化，支持輸出電壓高于或低于電池容量電壓。芯片內(nèi)部集成的兩個具有可編程能力的低壓差線性穩(wěn)壓器，還可以在系統(tǒng)電路中充當(dāng)電源開關(guān)使用，通過配置將系統(tǒng)外圍電路的設(shè)備斷開，降低非必要的電能損耗。并且還集成了一個多路復(fù)用器，該器件可用于監(jiān)控芯片每個功能的電源輸入/出情況。

在具體參數(shù)方面，max20310的電池輸入范圍在0.7V至2.0V之間，輸出電壓在0.9V至4.05V之間，可根據(jù)實際需求對芯片的輸出電壓進(jìn)行配置。芯片支持的最大總輸入功率為250mW，在輸出功率為1.8V/10mA時效率為84%達(dá)到最佳。芯片采用WLP封裝，規(guī)格為1.63*1.63mm，與相同類型產(chǎn)品相比尺寸減小了近50%?？偟膩碚f，無論是低功耗還是小尺寸，這款芯片均能滿足可穿戴設(shè)備的應(yīng)用要求。

結(jié)語

在可穿戴設(shè)備中，小尺寸的PMIC有助于終端應(yīng)用的小型化設(shè)計，提高器件布局的靈活性。同時還能為更多功能的實現(xiàn)預(yù)留出寶貴的空間。低靜態(tài)電流能夠更有效的延長設(shè)備續(xù)航能力，提升用戶的使用體驗。如今可穿戴設(shè)備發(fā)展迅猛，相信在不久的未來將會有更低功耗、小尺寸的產(chǎn)品進(jìn)入市場，供終端廠商選擇。