可穿戴应用中的线性充电器

介绍
可穿戴设备正逐步融入到我们的生活中,不仅在健康领域,在医疗护理,娱乐,安防以及金融等领域都可以见到它们的身影。在所有的应用中,电池的使用时间以及设备的尺寸是可穿戴设备需要考虑的地方。
对于设备的尺寸来说,应用中会要求主板具有小尺寸,主板上的元件也要尽量少,这意味着主板上的IC要有小封装同时高度集成。比如当下比较流行的智能手环,通常主机的尺寸也就在20mmx20mm左右,在主机内的主板尺寸会更小,而电池包通常会占用主板的一面,其他元件贴在主板的另一面,这些元件的封装都及其受限。
基于上述原因,CSP这种形式的封装比较适合应用在可穿戴设备中,因为这种封装具有小尺寸和低高度(见图1)。

除了封装,主板电路的优化设计也及其重要,高度集成会是减小主板尺寸的有效途径。将功率元件及控制电路高度集成到IC中,会减少主板上元件的数量,从而减小主板的尺寸(见图2)。

对于高度集成的IC,灵活性会是很重要的特点。例如,对于高度集成的充电IC,各种充电参数都可以通过程序来控制,以适应不同的应用场景,这将提供很好的客户体验。如果IC集成I2C接口,这就给客户提供了根据不同需求来管理充电,同时监控充电状态和异常情况,这将极大提供IC的灵活性。
电池是可穿戴设备中及其重要的元件,充电IC负责给电池安全充电同时提供电池和负载之间的双向功率控制。这样,充电IC在给负载提供功率的同时,可以给电池充电,当负载功率超过输入源功率的时候,电池可以给负载补充供电,以满足负载的应用。通常,充电IC采用带有输入电压环和输入电流环的功率通路控制来实现上述功能(见图3)。
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