Analog Devices, Inc. ha lanzado su single MAX77659Inductor gestión de energía de múltiples salidas (SIMO) IC (PMIC) con un cargador buck-boost de modo de conmutación integrado que afirma cargar dispositivos portátiles, dispositivos de audio y dispositivos de Internet de las cosas (IoT) más rápido y en menos espacio que cualquier otro PMIC disponible en la actualidad. Dirigido a dispositivos portátiles médicos y de consumo, SIMO PMIC ofrece más de cuatro horas de tiempo de reproducción con una carga de diez minutos, lo que ofrece una carga cuatro veces más rápida en comparación con otras soluciones, y utiliza un solo inductor para alimentar varios rieles, lo que ayuda a reducir el total. tamaño de la solución.
Antes de Covid-19, las personas con afecciones crónicas o que estaban muy enfermas o de edad avanzada eran las únicas que controlaban sus signos vitales en el hogar, dijo Karthi Gopalan, director ejecutivo de la Unidad de negocios de Battery Power Solutions, Máxima Integrado, ahora parte de Analog Devices. "Con Covid-19, vimos un cambio de paradigma en el mundo del bienestar con personas saludables que compran estos dispositivos".
MAX77659 Aplicaciones SIMO PMIC. Haga clic para una imagen más grande. (Fuente: Analog Devices, Inc.)
Las compañías médicas tradicionales intentaban reducir sus factores de forma, utilizar baterías y hacer que los dispositivos fueran más elegantes, mientras que las marcas de estilo de vida intentaban agregar más monitoreo de signos vitales, por lo que los dos mundos se están uniendo, dijo. "Vimos que las grandes marcas de estilo de vida comenzaban a moverse en el espacio médico y la gente médica pedía las mismas soluciones de energía que la gente de marcas de estilo de vida estaba usando".
Para los diseñadores de dispositivos portátiles, esto se tradujo en desafíos en torno a la comodidad y la necesidad de factores de forma más pequeños y elegantes, mayor precisión para mediciones de precisión, carga más rápida, mayor duración de la batería y una creciente demanda de funciones más integradas.
Estos dispositivos a veces se usan las 24 horas del día, los 7 días de la semana, por lo que un factor de forma delgado y un diseño elegante y liviano se vuelven críticos para la comodidad, dijo Gopalan. “La precisión es una obviedad porque estamos monitoreando los signos vitales, por lo que las mediciones de precisión se vuelven muy críticas y cada vez más de nuestra base de clientes solicita más de 24 horas de carga y algunas compañías médicas solicitan hasta cinco días, por lo que cuanto más la duración de la batería se vuelve muy crítica y podemos lograrlo con nuestra solución de energía de mayor eficiencia ".
Ejemplo de aplicación MAX77659 (Fuente: Analog Devices, Inc.)
Además de ofrecer una carga más rápida, se informa que el nuevo SIMO PMIC integrado reduce la lista de materiales (BOM) en un 60 por ciento y reduce el tamaño total de la solución en un 50 por ciento. Al liberar el tablero, los diseñadores de bienes raíces pueden incluir sensores y / o memoria adicionales, así como agregar nuevas funciones como el seguimiento de la ubicación y la detección de signos vitales.
Una solución tradicional (ver la figura a continuación a la izquierda) tiene detección limitada y una CPU muy básica, pero las marcas médicas y de estilo de vida piden empacar cada vez más sensores como BioZ y PPG. sensor, y no se detiene ahí, dijo Gopalan.
Los diseñadores también están buscando agregar rastreo de ubicación (GPS), háptica y procesamiento de IA porque se están generando muchos datos, dijo, sin embargo, “la CPU tradicional no es suficiente y el procesador de IA consume más energía y ¿Dónde aprietas la solución de administración de energía?
“Desarrollamos una arquitectura SIMO muy exclusiva con la cantidad adecuada de integración como el cargador, y pudimos reducir toda la arquitectura de energía a la mitad, por lo que todos estos sensores adicionales (ver la figura a continuación a la derecha) se pueden empaquetar en el mismo factor de forma compacto ”, dijo.
SIMO PMIC permite funciones más integradas. Haga clic para una imagen más grande. (Fuente: Analog Devices, Inc.)
Mayor integración
El MAX77659 SIMO PMIC integra un cargador buck-boost de modo conmutado y tres reguladores buck-boost programables de forma independiente que comparten un solo inductor para minimizar el tamaño total de la solución, lo cual es gracias a la arquitectura SIMO.
“Generalmente, un IC de administración de energía típico tendrá múltiples voltaje rieles: subir / bajar los niveles de voltaje, por lo que cuando tiene tres rieles de voltaje o de conmutación, necesita tres inductores separados, y estos inductores son muy voluminosos ”, dijo. "Con el MAX77659, los tres rieles solo requieren un inductor, lo que ha liberado espacio adicional".
El PMIC no solo es el más pequeño, sino que también tiene el Iq [corriente de reposo] más bajo de la industria, lo que significa un 20% más de duración de la batería, dijo Gopalan.
Los tres reguladores prolongan la vida útil de la batería al operar con una eficiencia del 91 por ciento durante condiciones de carga moderada a pesada mientras consumen solo 5 µA de corriente inactiva durante condiciones de carga ligera. También incluye un LDO con un PSRR alto para aplicaciones sensibles.
Además, el PMIC admite el control autónomo de la altura libre, que reduce la disipación de calor al minimizar la caída de voltaje y, al mismo tiempo, proporciona suficiente altura libre para regular la corriente de carga. Juntos, la carga rápida con control autónomo de altura libre mejora la duración de la batería.
Esto se traduce en cuatro horas de reproducción con solo una ventana de carga de diez minutos, en comparación con un cargador lineal con una hora y media de reproducción con una carga de 10 minutos, dijo Gopalan.
Otro problema es el calor. “Cuando presionas un cargador lineal para que entre en carga rápida, provoca un aumento de temperatura de 25 ° C y un punto caliente. Ciertos países como Japón, que tiene el estándar JEITA [para la carga segura de baterías de iones de litio], proporcionan pautas para que si la temperatura sobrepasa un cierto nivel, la velocidad de carga se ralentiza para enfriar los dispositivos. Pero ahora esa carga rápida se vuelve una carga muy lenta y lleva más tiempo cargar ”, dijo. "Con nuestra solución, no solo obtiene una carga 4 veces más rápida, es muy fresco con un aumento máximo de temperatura de 5 °".
El cargador SIMO ofrece una carga 4 veces más rápida con solo un aumento de temperatura de 5 ° C. Haga clic para una imagen más grande. (Fuente: Analog Devices, Inc.)
“La atención médica personalizada seguirá creciendo y ese mercado está explotando con más y más de estos dispositivos que funcionan con baterías”, dijo Gopalan. “Seguimos viendo esta tendencia de cada vez más sensores, gestión térmica, seguimiento por GPS y procesamiento de IA; todos empaquetados en estos pequeños dispositivos ".
El MAX77659 está disponible ahora en un paquete WLP de 30 golpes de 2.55 × 2.37 × 0.5 mm. También está disponible un kit de evaluación, el MAX77659EVKIT.
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