Analog Devices, Inc. выпустила одно-Индуктор управление питанием с несколькими выходами (SIMO) IC (PMIC) со встроенным понижающе-повышающим зарядным устройством, работающим в режиме переключения, которое, как утверждается, позволяет заряжать носимые, наушники и устройства Интернета вещей (IoT) быстрее и в меньшем объеме, чем любые другие PMIC, доступные сегодня. SIMO PMIC, предназначенный для потребительских и медицинских носимых устройств, обеспечивает более четырех часов игрового времени с XNUMX-минутной зарядкой, обеспечивая в четыре раза более быструю зарядку по сравнению с другими решениями, и использует один индуктор для питания нескольких рельсов, помогая уменьшить общее размер раствора.
До Covid-19 люди с хроническими заболеваниями или очень больные или пожилые люди были единственными, кто контролировал свои жизненно важные функции дома, сказал Карти Гопалан, исполнительный директор бизнес-подразделения Battery Power Solutions. Сентенция Интегрирован, теперь часть Analog Devices. «С Covid-19 мы стали свидетелями смены парадигмы в мире хорошего самочувствия, когда здоровые люди стали покупать эти гаджеты».
MAX77659 Приложения SIMO PMIC. Щелкните, чтобы увеличить изображение. (Источник: Analog Devices, Inc.)
По ее словам, традиционные медицинские компании пытались уменьшить свои форм-факторы, перейти на питание от батарей и сделать устройства более стильными, в то время как бренды, работающие в сфере образа жизни, пытались добавить больше мониторинга показателей жизнедеятельности, поэтому два мира объединяются. «Мы видели, как крупные бренды, работающие в сфере образа жизни, начали переходить в медицинское пространство, а специалисты в области медицины просили тех же решений по мощности, которые использовали представители брендов образа жизни».
Для разработчиков носимых устройств это обернулось проблемами, связанными с комфортом и потребностью в меньших и изящных форм-факторах, более высокой точности для прецизионных измерений, более быстрой зарядке, более длительном времени автономной работы и растущем спросе на более интегрированные функции.
Эти устройства иногда носят круглосуточно и без выходных, поэтому тонкий форм-фактор, гладкий и легкий дизайн становятся критически важными для комфорта, сказал Гопалан. «Точность - это не проблема, потому что мы проводим мониторинг показателей жизнедеятельности, поэтому точные измерения становятся очень важными, и все больше и больше наших клиентов запрашивают более 24 часов зарядки, а некоторые медицинские компании просят до пяти дней, поэтому чем дольше срок службы батареи становится очень важным, и мы можем добиться этого с помощью нашего более эффективного решения для электропитания ».
Пример приложения MAX77659 (Источник: Analog Devices, Inc.)
Сообщается, что новый интегрированный SIMO PMIC не только обеспечивает более быструю зарядку, но и сокращает перечень материалов (BOM) на 60 процентов и уменьшает общий размер решения на 50 процентов. Освободив плату, дизайнеры недвижимости могут упаковать дополнительные датчики и / или память, а также добавить новые функции, такие как отслеживание местоположения и определение показателей жизнедеятельности.
Традиционное решение (см. Рисунок ниже слева) имеет ограниченное восприятие и очень простой ЦП, но бренды, работающие в сфере образа жизни и медицины, просят упаковать все больше и больше датчиков, таких как BioZ и PPG. датчик, и это еще не все, - сказал Гопалан.
Дизайнеры также хотят добавить отслеживание местоположения (GPS), тактильные ощущения и обработку искусственного интеллекта, поскольку генерируется много данных, однако, по ее словам, «традиционный процессор не сокращает его, а процессор искусственного интеллекта более энергоемкий, и где вы втисните решение для управления питанием?
«Мы разработали уникальную архитектуру SIMO с необходимой степенью интеграции, например, с зарядным устройством, и мы смогли сократить всю архитектуру питания вдвое, так что все эти дополнительные датчики (см. Рисунок ниже справа) могут быть упакованы в один и тот же компактный форм-фактор », - сказала она.
SIMO PMIC обеспечивает более интегрированные функции. Щелкните, чтобы увеличить изображение. (Источник: Analog Devices, Inc.)
Более высокая интеграция
MAX77659 SIMO PMIC включает в себя импульсное понижающе-повышающее зарядное устройство и три независимо программируемых повышательно-понижающих стабилизатора, которые используют один индуктор, чтобы минимизировать общий размер решения, благодаря архитектуре SIMO.
«Как правило, типичная ИС управления питанием будет иметь несколько напряжение рельсы - повышение / понижение уровней напряжения, поэтому, когда у вас есть три напряжения или переключающие шины, вам нужны три отдельных индуктора, и эти индукторы очень громоздки », - сказала она. «В MAX77659 для трех направляющих требуется только один индуктор, что позволило освободить дополнительное пространство».
По словам Гопалана, PMIC не только самый маленький, но и имеет самый низкий Iq [ток покоя] в отрасли, что означает увеличение срока службы батареи на 20%.
Три регулятора продлевают срок службы батарей, работая с КПД 91% в условиях умеренной и высокой нагрузки, при этом потребляя всего 5 мкА тока покоя в условиях малой нагрузки. Он также включает LDO с высоким PSRR для чувствительных приложений.
Кроме того, PMIC поддерживает автономное управление запасом мощности, что снижает тепловыделение за счет минимизации падения напряжения, обеспечивая при этом достаточный запас для регулирования зарядного тока. Вместе быстрая зарядка с автономным контролем запаса хода увеличивает срок службы батареи.
По словам Гопалана, это соответствует четырем часам воспроизведения всего за десять минут зарядки по сравнению с линейным зарядным устройством с полутора часами воспроизведения при 10-минутной зарядке.
Другой вопрос - тепло. «Когда вы нажимаете линейное зарядное устройство для перехода в режим быстрой зарядки, это вызывает повышение температуры на 25 ° C и появление горячей точки. В некоторых странах, например в Японии, где действует стандарт JEITA [для безопасной зарядки литий-ионных аккумуляторов], есть рекомендации, согласно которым, если температура превышает определенный уровень, скорость зарядки снижается для охлаждения устройств. Но теперь эта быстрая зарядка превращается в очень медленную, и для зарядки требуется больше времени », - сказала она. «С нашим решением вы не только получаете в 4 раза более быструю зарядку, но и очень крутые с максимальным повышением температуры на 5 °».
Зарядное устройство SIMO обеспечивает в 4 раза более быструю зарядку при повышении температуры всего на 5 ° C. Щелкните, чтобы увеличить изображение. (Источник: Analog Devices, Inc.)
«Персонализированное медицинское обслуживание будет продолжать расти, и этот рынок стремительно растет с появлением все большего количества гаджетов с батарейным питанием», - сказал Гопалан. «Мы по-прежнему наблюдаем эту тенденцию к появлению все большего количества датчиков, управления температурным режимом, GPS-слежения и обработки искусственного интеллекта; все упаковывается в эти крошечные устройства ».
MAX77659 теперь доступен в корпусе WLP с 30 выступами 2.55 × 2.37 × 0.5 мм. Также доступен оценочный комплект MAX77659EVKIT.
об Analog DevicesInc.Maxim IntegratedMaxim Integrated Products