東芝智能手表設(shè)計(jì)方案

隨著物聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展，科技潮流逐漸向生活中每個(gè)群體蔓延，尤其是直觀交互的便攜式穿戴設(shè)備最是得到認(rèn)可。智能手表不僅擁有和傳統(tǒng)機(jī)械手表一樣時(shí)尚的外觀，而且還具備類似于手機(jī)一樣的交互界面，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測人體健康數(shù)據(jù)和對外界信息的響應(yīng)傳達(dá)，深得人們喜愛。

東芝半導(dǎo)體作為行業(yè)內(nèi)先進(jìn)的半導(dǎo)體和解決方案供應(yīng)商，公布了其智能手表設(shè)計(jì)方案，如下圖所示：

圖1. 東芝智能手表總體設(shè)計(jì)框架圖

此方案由電源管理系統(tǒng)和控制管理系統(tǒng)兩部分組成。首先對于電源管理系統(tǒng)提供了兩個(gè)通道的電源輸入，其一是可移動電池電源，其二是外接USB有線電源。電池管理芯片承接著整個(gè)手表系統(tǒng)能源的輸送管理，其重要性不言而喻，因此在設(shè)計(jì)方面上要足夠重視。

圖2. 電源管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖

為避免浪涌產(chǎn)生的過電壓對下級電子器件造成損壞，+5V的USB直流電源首先需要經(jīng)過瞬態(tài)抑制二極管，此瞬態(tài)抑制二極管需具備高靜電脈沖吸收、低鉗位電壓抑制靜電能量等功能特性，東芝半導(dǎo)體DF2B6M4SL、DF2B6M4BSL、DF2B20M4SL、DF2B5BSL、DF2B5PCT、DF2B7PCT等器件可滿足以上要求。

通過瞬態(tài)抑制二極管后會接入負(fù)載開關(guān)（電子保險(xiǎn)絲或者由N溝道MOSFET+柵極驅(qū)動IC構(gòu)成的負(fù)載開關(guān)電路），電子保險(xiǎn)絲推薦使用通過IEC 62368-1認(rèn)證的東芝的TCKE8系列的TCKE800NA/NL、TCKE805NA/NL、TCKE812NA/NL和TCKE7系列的TCKE712BNL產(chǎn)品。

N溝道MOSFET柵極驅(qū)動IC推薦使用東芝的TCK4xx系列，例如TCK401G/402G、TCK420G/421G等，此器件具備寬工作電壓和過壓鎖定等特性。電源管理芯片將處理后的能源連接肖特基勢壘二極管供給到移動電池中進(jìn)行能源存儲，這里推薦使用東芝半導(dǎo)體生產(chǎn)的CTS05S30進(jìn)行設(shè)計(jì)參考，其具備低功率損耗和快速切換的功能，能夠友好的輔助電路的運(yùn)行。

同理，使用可移動電池給整個(gè)系統(tǒng)供電時(shí)，需要一個(gè)小信號MOSFET和一個(gè)N溝道MOSFET柵極驅(qū)動IC來管理電池取電，小信號MOSFET推薦使用N溝道的SSM3K16CTC，它具備低導(dǎo)通電阻和低電壓運(yùn)行的特性。

微控制器（以下簡稱MCU）利用通信接口與傳感器交互數(shù)據(jù)，為了確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，中間會加入運(yùn)算放大器來增強(qiáng)信號，東芝的TC75S102F、TC75S67TU具有低電流損耗、低電壓工作、低噪聲等特性，推薦使用。同時(shí)為了保證控制系統(tǒng)的供電穩(wěn)定，推薦接入TCR15AG、TCR13AG、TCR8BM、TCR5BM、TCR5RG、TCR3RM、TCR3U、TCR2L、TAR5系列線性穩(wěn)壓器。上述LDO均具備低壓差、高電源抑制比、低電壓噪聲、低電流損耗的特性。

為了減少排線提高可靠性降低噪聲，通常需要將并行通信轉(zhuǎn)為串行通信。東芝TC358774XBG、TC358767AXBG、TC358768AXBG、TC358746AXBG等橋接芯片可以實(shí)現(xiàn)不同接口電路之間的連接，提高器件的選擇范圍從而減低成本。

圖3. 脈沖探測電路原理圖

最后脈沖傳感器（心率傳感器）的發(fā)光裝置需要使用雙極晶體管來對信號進(jìn)行增益，這里推薦使用東芝2SC6026CT、2SA2154CT等器件，因其具備集電極發(fā)射極飽和電壓低特性，在電路中適配效果極佳。

以上東芝半導(dǎo)體提供的解決方案為智能手表設(shè)計(jì)方案重要的組成部分之一，如應(yīng)用軟件信息的交互，還需要額外的系統(tǒng)電路來完成操作系統(tǒng)的通信管理。

東芝半導(dǎo)體提供完善的智能手表解決方案極具參考價(jià)值，可以幫助企業(yè)從設(shè)計(jì)到落地的加速運(yùn)行，同時(shí)東芝半導(dǎo)體為客戶提供一站式服務(wù)，小至器件選型、模塊整合，大到系統(tǒng)架構(gòu)、產(chǎn)品落地，服務(wù)至上，虔誠以待。如需更多的幫助，請?jiān)L問東芝半導(dǎo)體官方網(wǎng)站，開啟您的產(chǎn)品開拓之路。

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