Analog Devices, Inc. ha rilasciato il suo singolo MAX77659Induttore gestione dell'alimentazione a più uscite (SIMO) IC (PMIC) con un caricabatterie buck-boost switch-mode integrato che afferma di caricare dispositivi indossabili, udibili e Internet of Things (IoT) più velocemente e in meno spazio rispetto a qualsiasi altro PMIC oggi disponibile. Rivolto a dispositivi indossabili consumer e medicali, SIMO PMIC offre oltre quattro ore di gioco con una carica di dieci minuti, offrendo una ricarica quattro volte più veloce rispetto ad altre soluzioni e utilizza un singolo induttore per alimentare più binari, contribuendo a ridurre il totale dimensione della soluzione.
Prima di Covid-19, le persone con condizioni croniche o molto malate o anziane erano le uniche a monitorare i loro parametri vitali a casa, ha affermato Karthi Gopalan, direttore esecutivo, Battery Power Solutions Business Unit, Massima Integrato, ora parte di Analog Devices. "Con Covid-19, abbiamo assistito a un cambiamento di paradigma nel mondo del benessere con persone sane che acquistano questi gadget".
MAX77659 applicazioni SIMO PMIC. Clicca per ingrandire l'immagine. (Fonte: Analog Devices, Inc.)
Le aziende mediche tradizionali stavano cercando di ridurre i loro fattori di forma, andare a batteria e rendere i dispositivi più eleganti mentre i marchi di lifestyle stavano cercando di aggiungere più monitoraggio dei segni vitali, quindi i due mondi si stanno unendo, ha detto. "Abbiamo visto i grandi marchi di lifestyle iniziare a spostarsi nello spazio medico e i medici chiedere le stesse soluzioni energetiche che stavano usando i brand di lifestyle".
Per i designer di dispositivi indossabili ciò si è tradotto in sfide legate al comfort e alla necessità di fattori di forma più piccoli ed eleganti, maggiore accuratezza per misurazioni di precisione, ricarica più rapida, maggiore durata della batteria e crescente domanda di funzionalità più integrate.
Questi gadget sono a volte indossati 24 ore su 7, 24 giorni su XNUMX, quindi un fattore di forma sottile e un design elegante e leggero diventano fondamentali per il comfort, ha detto Gopalan. "L'accuratezza è un gioco da ragazzi perché stiamo eseguendo il monitoraggio dei parametri vitali, quindi le misurazioni di precisione diventano molto critiche e sempre più clienti richiedono oltre XNUMX ore di ricarica e alcune aziende mediche richiedono fino a cinque giorni, quindi più a lungo la durata della batteria diventa molto critica e siamo in grado di farcela con la nostra soluzione di alimentazione a maggiore efficienza”.
Esempio di applicazione MAX77659 (Fonte: Analog Devices, Inc.)
Oltre a fornire una ricarica più rapida, si dice che il nuovo PMIC SIMO integrato riduca la distinta base (BOM) del 60 percento e riduca la dimensione totale della soluzione del 50 percento. Liberando la scheda, i progettisti immobiliari possono inserire sensori e/o memoria aggiuntivi e aggiungere nuove funzionalità come il rilevamento della posizione e il rilevamento dei segni vitali.
Una soluzione tradizionale (vedi figura in basso a sinistra) ha un rilevamento limitato e una CPU molto semplice, ma i marchi di lifestyle e medici chiedono di imballare sempre più sensori come BioZ e PPG sensore, e non si ferma qui, ha detto Gopalan.
I progettisti stanno anche cercando di aggiungere il tracciamento della posizione (GPS), l'aptica e l'elaborazione AI perché vengono generati molti dati, ha affermato, tuttavia, "la CPU tradizionale non li taglia e il processore AI è più affamato di energia, e dove spremere nella soluzione di gestione dell'alimentazione?
"Abbiamo sviluppato un'architettura SIMO davvero unica con la giusta quantità di integrazione come il caricabatterie e siamo stati in grado di ridurre della metà l'intera architettura di alimentazione, in modo che tutti questi sensori aggiuntivi (vedi figura sotto a destra) possano essere impacchettati nello stesso fattore di forma compatto", ha affermato.
SIMO PMIC consente funzionalità più integrate. Clicca per ingrandire l'immagine. (Fonte: Analog Devices, Inc.)
Maggiore integrazione
Il PMIC SIMO MAX77659 integra un caricabatterie buck-boost a commutazione e tre regolatori buck-boost programmabili indipendentemente che condividono tutti un singolo induttore per ridurre al minimo le dimensioni totali della soluzione, grazie all'architettura SIMO.
"In genere, un tipico circuito integrato di gestione dell'alimentazione avrà più voltaggio rails: aumentare/diminuire i livelli di tensione, quindi quando hai tre linee di tensione o di commutazione, hai bisogno di tre induttori separati, e questi induttori sono super ingombranti", ha detto. "Con il MAX77659, i tre binari richiedono solo un induttore, che ha liberato spazio extra."
Il PMIC non è solo il più piccolo, ma ha anche l'Iq [corrente di riposo] più basso del settore, il che significa una durata della batteria del 20% più lunga, ha affermato Gopalan.
I tre regolatori prolungano la durata della batteria operando con un'efficienza del 91% in condizioni di carico da moderato a pesante, consumando solo 5 µA di corrente di riposo in condizioni di carico leggero. Include anche un LDO con un alto PSRR per applicazioni sensibili.
Inoltre, il PMIC supporta il controllo autonomo dell'altezza libera, che riduce la dissipazione del calore riducendo al minimo la caduta di tensione e fornendo allo stesso tempo un margine sufficiente per regolare la corrente di carica. Insieme, la ricarica rapida con il controllo autonomo dell'headroom migliora la durata della batteria.
Ciò si traduce in quattro ore di autonomia con una finestra di ricarica di soli dieci minuti, rispetto a un caricabatterie lineare con un'ora e mezza di autonomia con una ricarica di 10 minuti, ha affermato Gopalan.
Un altro problema è il calore. “Quando si spinge un caricabatterie lineare per eseguire la ricarica rapida, si provoca un aumento della temperatura di 25°C e un punto caldo. Alcuni paesi come il Giappone, che ha lo standard JEITA [per la ricarica sicura delle batterie agli ioni di litio], forniscono linee guida in modo che se la temperatura supera un certo livello, la velocità di ricarica rallenta per raffreddare i dispositivi. Ma ora la ricarica rapida diventa molto lenta e impiega più tempo per ricaricarsi", ha affermato. "Con la nostra soluzione non solo ottieni una ricarica 4 volte più veloce, ma anche molto fresca con un aumento massimo della temperatura di 5°."
Il caricabatterie SIMO offre una ricarica 4 volte più veloce con un aumento della temperatura di soli 5 °C. Clicca per ingrandire l'immagine. (Fonte: Analog Devices, Inc.)
"L'assistenza sanitaria personalizzata continuerà a crescere e quel mercato sta esplodendo con un numero sempre maggiore di questi gadget alimentati a batteria", ha affermato Gopalan. “Continuiamo a vedere questa tendenza di sempre più sensori, gestione termica, tracciamento GPS ed elaborazione AI; tutti impacchettati in questi minuscoli gadget.”
Il MAX77659 è ora disponibile in un pacchetto WLP da 30 colpi 2.55 × 2.37 × 0.5 mm. È disponibile anche un kit di valutazione, il MAX77659EVKIT.
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