Analog Devices, Inc.는 단일 MAX77659를 출시했습니다.성직 수 여자 다중 출력(SIMO) 전원 관리 IC 웨어러블, 히어러블 및 사물 인터넷(IoT) 장치를 현재 사용 가능한 다른 PMIC보다 더 빠르고 더 적은 공간에서 충전한다고 주장하는 통합 스위치 모드 벅-부스트 충전기가 포함된 (PMIC) 소비자 및 의료용 웨어러블 장치를 대상으로 하는 SIMO PMIC는 XNUMX분 충전으로 XNUMX시간 이상의 재생 시간을 제공하여 다른 솔루션에 비해 XNUMX배 더 빠른 충전을 제공하고 단일 인덕터를 사용하여 여러 레일에 전력을 공급하여 총 용량을 줄이는 데 도움이 됩니다. 솔루션 크기.
배터리 전원 솔루션 사업부의 전무 이사인 Karthi Gopalan은 Covid-19 이전에는 만성 질환이 있거나 매우 아프거나 고령인 사람들이 집에서 활력을 모니터링하는 유일한 사람들이라고 말했습니다. 격언 통합, 이제 Analog Devices의 일부입니다. "Covid-19로 건강한 사람들이 이러한 기기를 구매하면서 웰빙 세계의 패러다임이 바뀌는 것을 보았습니다."
MAX77659 SIMO PMIC 애플리케이션. 더 큰 이미지를 보려면 클릭하세요. (출처: Analog Devices, Inc.)
전통적인 의료 회사는 폼 팩터를 줄이고 배터리 전원을 사용하며 장치를 더 스타일리시하게 만들려고 하는 반면 라이프스타일 브랜드는 더 많은 생체 신호 모니터링을 추가하려고 하여 두 세계가 하나로 합쳐지고 있다고 그녀는 말했습니다. "우리는 대형 라이프스타일 브랜드가 의료 공간으로 이동하기 시작했고 의료 종사자들이 라이프스타일 브랜드 사람들이 사용하던 것과 동일한 파워 솔루션을 요구하는 것을 보았습니다."
웨어러블 설계자에게 이것은 편안함과 더 작고 매끄러운 폼 팩터, 정밀 측정을 위한 더 높은 정확도, 더 빠른 충전, 더 긴 배터리 수명, 더 많은 통합 기능에 대한 수요 증가에 대한 요구와 관련된 문제로 이어졌습니다.
이러한 가제트는 24시간 연중무휴로 착용되기 때문에 얇은 폼 팩터와 매끄럽고 가벼운 디자인이 편안함을 위해 매우 중요하다고 Gopalan은 말했습니다. "정확성은 우리가 생체 신호 모니터링을 수행하고 있으므로 정밀 측정이 매우 중요해지고 점점 더 많은 고객 기반이 7시간 이상의 충전을 요구하고 일부 의료 회사는 최대 24일을 요구하기 때문에 배터리 수명이 매우 중요해지고 있으며 우리는 더 높은 효율의 전력 솔루션으로 이를 달성할 수 있습니다."
MAX77659 애플리케이션 예(출처: Analog Devices, Inc.)
더 빠른 충전을 제공하는 것 외에도 새로운 통합 SIMO PMIC는 BOM(Bill of Materials)을 60% 줄이고 전체 솔루션 크기를 50% 줄이는 것으로 보고되었습니다. 보드 공간을 확보함으로써 설계자는 추가 센서 및/또는 메모리를 넣을 수 있을 뿐만 아니라 위치 추적 및 생체 신호 감지와 같은 새로운 기능을 추가할 수 있습니다.
기존 솔루션(왼쪽 아래 그림 참조)에는 감지 기능이 제한적이고 매우 기본적인 CPU가 있지만 라이프스타일 및 의료 브랜드에서는 BioZ 및 PPG와 같은 센서를 점점 더 많이 포장할 것을 요구하고 있습니다. 감지기, 그리고 거기에서 멈추지 않는다고 Gopalan은 말했습니다.
설계자들은 또한 많은 데이터가 생성되기 때문에 위치(GPS) 추적, 햅틱 및 AI 처리를 추가하려고 합니다. 전원 관리 솔루션에서 어느 부분을 짜고 있습니까?
“우리는 충전기와 같이 적절한 양의 통합으로 매우 독특한 SIMO 아키텍처를 개발했으며 전체 전력 아키텍처를 절반으로 줄일 수 있었고, 따라서 이러한 모든 추가 센서(오른쪽 아래 그림 참조)를 동일한 패키지에 넣을 수 있습니다. 컴팩트한 폼 팩터"라고 말했습니다.
SIMO PMIC는 보다 통합된 기능을 가능하게 합니다. 더 큰 이미지를 보려면 클릭하세요. (출처: Analog Devices, Inc.)
더 높은 통합
MAX77659 SIMO PMIC는 단일 인덕터를 공유하는 스위치 모드 벅-부스트 충전기와 XNUMX개의 독립적으로 프로그래밍 가능한 벅-부스트 레귤레이터를 통합하여 SIMO 아키텍처 덕분에 전체 솔루션 크기를 최소화합니다.
“일반적으로 일반적인 전력 관리 IC에는 여러 전압 레일 – 전압 레벨을 올리거나 내리기 때문에 77659개의 전압 또는 스위칭 레일이 있는 경우 XNUMX개의 개별 인덕터가 필요하며 이 인덕터는 매우 부피가 큽니다.”라고 그녀는 말했습니다. "MAXXNUMX를 사용하면 XNUMX개의 레일에 하나의 인덕터만 필요하므로 추가 공간이 확보됩니다."
PMIC는 가장 작을 뿐만 아니라 업계에서 가장 낮은 Iq[대기 전류]를 가지므로 배터리 수명이 20% 더 길어진다고 Gopalan은 말했습니다.
91개의 레귤레이터는 중부하에서 고부하 조건에서 5% 효율로 작동하고 경부하 조건에서 XNUMXµA의 대기 전류만 소비하여 배터리 수명을 연장합니다. 또한 민감한 애플리케이션을 위한 높은 PSRR의 LDO를 포함합니다.
또한 PMIC는 충전 전류를 조절하기에 충분한 헤드룸을 제공하면서 전압 강하를 최소화하여 열 손실을 줄이는 자율 헤드룸 제어를 지원합니다. 이와 함께 자율 헤드룸 제어를 통한 고속 충전은 배터리 수명을 향상시킵니다.
고팔란은 선형 충전기가 10분 충전으로 XNUMX시간 XNUMX분 재생하는 것과 비교하여 단 XNUMX분 충전으로 XNUMX시간 재생이 가능하다고 말했습니다.
또 다른 문제는 열입니다. “선형 충전기를 밀어 고속 충전에 들어가면 25°C의 온도 상승과 핫스팟이 발생합니다. [리튬이온 배터리의 안전한 충전을 위한] JEITA 규격이 있는 일본과 같은 특정 국가에서는 온도가 일정 수준을 초과하면 충전 속도가 느려져 장치를 식힐 수 있도록 지침을 제공합니다. 그러나 이제는 고속 충전이 매우 느리게 충전되고 충전 시간이 더 오래 걸립니다.”라고 그녀는 말했습니다. "저희 솔루션을 사용하면 4배 더 빠르게 충전할 수 있을 뿐만 아니라 최대 5° 온도 상승으로 매우 시원합니다."
SIMO 충전기는 4°C의 온도 상승만으로 5배 더 빠른 충전을 제공합니다. 더 큰 이미지를 보려면 클릭하세요. (출처: Analog Devices, Inc.)
Gopalan은 "맞춤형 의료 서비스는 계속 성장할 것이며 이러한 배터리 구동 장치가 점점 더 많아지면서 시장이 폭발적으로 증가하고 있습니다."라고 말했습니다. “우리는 점점 더 많은 센서, 열 관리, GPS 추적 및 AI 처리의 이러한 추세를 계속 보고 있습니다. 이 작은 장치에 모두 담겨 있습니다.”
MAX77659는 현재 30범프 2.55 × 2.37 × 0.5mm WLP 패키지로 제공된다. 평가 킷인 MAX77659EVKIT도 제공됩니다.
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