當您依靠智能手表來管理約會、查看消息和跟蹤健康參數時，您會希望設備在每次充電過程中都能可靠地運行。不得不比您預期的更頻繁地爭先恐后地使用充電器是一件麻煩事——尤其是在您外出時。然而，與任何低功耗電子產品一樣，該設備的緊湊外形將限制其電池容量。

您如何設計可穿戴、耳戴式或其他空間受限的物聯網產品，以提供消費者期望的豐富功能和較長的電池壽命？

除了智能手表，耳塞、GPS追蹤器、嬰兒監視器和其他低功耗物聯網設備都面臨著類似的設計挑戰：

空間限制

對散熱敏感，特別是因為其中許多設備與皮膚直接接觸

較長的播放時間預期

低噪音流量

對手勢和語音控制以及支付處理等增值功能的需求，推動了設計中對額外電源軌的需求

快速上市

這些挑戰需要獨特的電源管理解決方案，例如基于單電感多輸出 （SIMO） 降壓-升壓架構的電源管理 IC （PMIC）。傳統的開關穩壓器拓撲要求每個輸出都有一個單獨的電感器，而SIMO PMIC提供了一個支持三個輸出通道的電感器。正如 Mital 所解釋的那樣，每當輸出通道的電壓低于指定的閾值時，都會引發一個標志，指示需要維修該通道。控制器在電感中構建能量，直到電感電流符合編程的電流限值，然后將該能量傳輸到輸出電容器中。不必按任何定義的順序為通道提供服務。負載能力是所有輸出的所有電流的總和。

作為解決小型低功耗物聯網設計設計挑戰的SIMO PMIC示例，Mital重點介紹了MAX77654。MAX77654為超低功耗PMIC，具有SIMO降壓-升壓、兩個帶紋波抑制功能的100mA LDO，以及用于小型Li+電池的電源路徑充電器。Mital解釋了PMIC如何為真無線立體聲（TWS）耳塞提供“一站式電源解決方案”。這種耳塞非常先進，通常具有用于主動降噪的附加麥克風、生物識別傳感器和微小外形的實時語言翻譯。“分立式或半分立式電源解決方案很難滿足這些要求，”Mital說。

TWS耳塞系統需要提供較長的電池壽命，在較小的PCB尺寸中支持多個高效電源軌，并擁有不影響音頻性能的電源音頻模塊。SIMO PMIC如MAX77654可滿足這些需求。該器件在 V 時提供 91% 的效率外（1.8V），在 0.3mm 中僅具有 6.29μA 關斷電流和 7μA 工作電流2總解決方案大小。該器件已證明能夠為超低噪聲音頻編解碼器供電，在不影響音頻質量的情況下將電池壽命延長多達 20%。

智能眼鏡由微控制器、振動電機、藍牙和多個攝像頭組成，所有這些都位于框架手柄上的薄 PCB 條上。SIMO PMIC如MAX17270 nanoPower SIMO降壓-升壓轉換器可與LDO串聯作為效率升壓器，為眼鏡攝像頭模塊的三軌供電（串行通信為1.2V，數字邏輯為1.8V，模擬電路為2.5V）。而分立方法需要三個降壓穩壓器、三個電感器、一個LDO和15個電容器（24.59mm中有<>個元件）2解決方案尺寸），MAX17270方案只需要一個器件、一個LDO、一個電感和10個電容（13.68mm內有<>個元件）2解決方案大小）。

智能眼鏡的圖像質量取決于相機電源的紋波。為了減少輸出電壓紋波，Wong指出，可編程電感電流限制功能使SIMO輸出到對非常低紋波（<20mVp-p）敏感的電源軌。電感峰值電流限值可通過 I 更改2C將輸出電流紋波降低到20mV以下，他解釋說。

如果您正在尋找一種占用空間小、外部元件更少且可以高效延長電池壽命的電源解決方案，請評估SIMO PMIC。

審核編輯：郭婷