可穿戴技术利用低功率转换保障身体健康

超低静态电流 IC 解决方案

　　显然，满足可穿戴应用需求以及解决上述相关问题的 IC 解决方案应该具备以下特点：

　　● 无论在工作模式还是停机模式，都具备超低静态电流;

　　● 宽输入电压范围以适应各种电源;

　　● 能够高效地给系统电源轨供电 (有些电源轨具备 >5V 的较高电压);

　　● 能够准确对电荷计数以确定电池运行时间，但对 IC 静态电流 (电池电量消耗) 不造成显著影响;

　　● 占板面积小、重量轻且外形扁平的解决方案;

　　● 先进封装以提高热性能和空间利用率。

　　幸运的是，凌力尔特不久前已推出了相关产品，例如超低静态电流 LTC3388/-x 降压型稳压器、毫微功率 LTC3331 能量收集稳压器、和集成了库伦计数器的 LTC3335 降压-升压型转换器都已经具备了上述大多数特点。

　　LTC3388 是一款超低静态电流同步降压型稳压器，可用 2.7V 至 20V 输入电源提供高达 50mA 的连续输出电流。LTC3388 的无负载工作电流仅为 720nA，因此非常适合多种电池供电和低静态电流应用 (例如：“保持有效” 电源和可穿戴设备)。其同步迟滞整流在很宽的负载电流范围内优化了效率。该器件在 15μA 至 50mA 负载范围内还提供超过 90% 的效率，而且在稳压时的无负载静态电流仅为 720nA，因此延长了电池寿命。3mm x 3mm DFN 封装 (或 MSOP-10) 和仅 5 个外部组件相结合，为多种低功率应用提供了占板面积紧凑和非常简单的解决方案。图 1 显示了 LTC3388 的典型应用电路。

毫微功率静态电流IC-LTC3335 和LTC3331

　　LTC3335 是一款毫微功率高效率同步降压-升压型转换器，内置的精确库伦计数器提供高达 50mA 的连续输出电流。该器件具备仅为 680nA 的静态电流和从低至 5mA 直至高达 250mA 的可编程峰值输入电流，非常适合多种低功率电池应用 (例如：可穿戴设备和 IoT 设备中的电池应用)。其 1.8V 至 5.5V 输入范围和 8 个在 1.8V 至 5V 之间的用户可选输出用高于、低于或等于输出的输入，提供稳定的输出电源。LTC3335 采用耐热性能增强型 20 引线 3mm x 4mm QFN 封装，工作结温范围为 -40℃至 +125℃。图 2 显示了典型的 LTC3335 应用电路。

　　LTC3331 是一款完整的能量收集解决方案，当可收集能量可用时，提供高达 50mA 的连续输出电流以延长电池寿命。简单的 10mA 分路允许用收集的能量给可再充电电池充电，同时低电池电量断接功能保护电池免于深度放电。当用收集的能量向负载提供稳压电源电时，该器件仅需要电池提供 200nA 电源电流，而在无负载情况下用电池供电时，仅需要 950nA 工作电流。其他特点包括引脚可编程输出电压和降压-升压型峰值电流限制、一个超级电容器平衡器和一个输入保护分路器。LTC3331 采用耐热性能增强型 5mm x 5mm QFN 封装。图 3 显示了 LTC3331 的典型应用电路。

结论

　　智能可穿戴设备市场近年来已出现爆炸性增长，出现了面向保健与健身、医疗、信息娱乐、军用和工业应用领域的多种产品。包括使用传感器的医疗保健可穿戴设备在内的新一波产品可监视关键生物统计信息，例如在医院以外测量心率和血压，这为采用更加积极、健康的生活方式创造了机会。智能可穿戴设备的核心架构视产品类型而定，但基本上由一个微控制器、MEMS 传感器、无线连接电路、电池和支持性电子组件组成。给小电流可穿戴设备供电可以证明是非常具挑战性的，不过凌力尔特提供了一系列性能非常高、功率非常低的尖端产品。例如有超低静态电流 LTC3388 能量收集降压型稳压器等器件、以及面向毫微功耗的 LTC3331 能量收集降压型稳压器和集成了库伦计数器的 LTC3335 降压-升压型稳压器，这可以极大地简化并提高智能可穿戴设备的性能。