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余姚市中建电器有限公司
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【TI 专家技术坐诊+ 有奖活动】解答智能穿戴设备设计疑难,还有干货书籍免费送 -- 电源电池专题(第一波) |
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浏览数:495 发布时间:2017-05-06 |
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培训课题回顾:
• 智能穿戴设备概要
• 多主多从在智能穿戴设备的应用衍生
• 穿戴设备低功耗设计要点
• 小体积、低功耗电源解决方案
• 心率测量模拟前端方案
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第一波:电源管理、电池管理类(共26条问答,由TI 电源电池专家Richard Tang整理提供)
讨论话题:选型设计、快充及无线充电、LDO设计、电池寿命
1. 如何为可穿戴设备选用更准确的电量计?
答:电量计首先需要确认产品需要的精度性能要求。TI在电量计算法方面一直处于业界领先,可以提供从高到低各种性能的方案,比如BQ27621/BQ27421/BQ27220等。
2. 目前TI提供的某些电源方案,元器件是否太多,成本和面积是否会增加很多?
答:TI的方案的特点就是封装小,效率高,外围器件少啊。当然,充电芯片相对多一些,因为功能更复杂。另外也有微型模块电源,比如TPS8267x,TPS8269x等系列
3. 超低静态功耗LDO有哪些型号推荐?
答:主要是TPS782xx序列,可以根据需要的输入输出选择。如果电压范围小一些,TPS760xx序列也是可以的。
4. 个人觉得目前市场上的升压方案的总不太好,效率比较低,功率也不能大,所以一般都采用的降压方案。当然是LDO用的最多。是这样吗?
答:不能一概而论!LDO只有在输入输出压差很小的情况下效率才高,升降压目前效率做到90%以上已是比较普遍的了
5. 请问锂电池每节电池均衡电流,一般多少节节锂电池需要在外围搭搭三极管?
答:这主要根据客户对产品的要求,但是从成本来讲,4节以内很少专门做均衡的,电芯组合时的匹配一致性更重要。对于多节电池来讲,很多方案都是内置被动均衡方案的,通常是几个mA到十几个mA。如果有更大的均衡要求,那么才需要采用外部均衡方式。是否需要均衡主要依赖于电池的一致性,还有电池的容量等。
6. 手环平时工作、休眠的时间是怎么分配?这个与整体功耗有很大的关系。
答:这个其实差异很大,取决于对于产品功能的划分,产品的定义,客户的体验的一个综合权衡,在于使己方的策略。因为休眠期间有些功能会被关闭,或者降低性能等。
7. 手环的充电接口有的是拔下来USB充电,有的是接触点充电,有更合适的充电接口方案吗?这样使用方便些?
答:USB充电其实占用空间很大,而触点的话很容易被腐蚀,其实最佳的接口是无线充电,可以完全密封,但是这个对于总体产品的设计更为挑战。
8. 电池有没有一个大概寿命,电量快用完时有没有提示?
答:行业内对电池寿命是有定义的,比如容量衰减到初始容量的60%,提示部分自己可以做的!呵呵,如果采用TI的电量计量方案的话,芯片直接就提供相应的信息的。
9. 在智能穿戴设备中使用纽扣电池,使用寿命有多长?电池坏了能更换吗?
答:使用寿命还是取决于整体的系统功耗还有电池容量,钮扣电池的电压平台低一些,那么升压的需求多一些,可能效率上面会有一些弱势。至于电池能否更换在于整体系统的ID设计。看使用场景,使用半年应该没问题。
10. 电池寿命在智能穿戴设备中是硬伤,有针对这部分功耗方面的建议吗?
答:电池本身的功耗其实非常低。主要的硬伤是电池的容量比较小,另外就是对应的整体的系统的功耗。所以,在空间结构已经限制住了电池的大小,从而限制住了电池的容量的前提下,想延长电池的使用寿命,只能尽可能的优化整体系统的功耗,从供电,从各功能模块的低功耗模式等。
11. 快充是否有损电池?
答:快充首先需要电池本身能够支持,如果电芯是普通电芯的话,快充是会损害电池的。另外,即使是支持快充的,在电池老化之后,还是继续快充也会加速电池老化。
12. 针对100mAH的小容量4.2V锂电池,推荐哪个充电IC?BQ21040的终止电流能做到多大,终止电流精度是多大?
答:推荐采用BQ25100,BQ21040相对而已来讲过了。
13. 充电管理和电压调整用一颗IC解决,充电对象是单节锂电,稳压在3.0V,最大负载200mA,有木有这样的IC?
答:建议选择TPS65720x
14. TI的无线充电方案充电效率能达到多少?
答:发送或接收单独芯片效率可以做到93%,从发送输入端到接收的输出端,系统总的效率约75%
15. 针对可穿戴设备的无线充电,能否讲解一下?特别是小体积的,比如耳机 电动牙刷,TI这边有成功案例方案吗?
答:目前最小的2.5W无线充电接收端是BQ51003
16. 可否建议符合QI标注的无线充电评估套件?
答:TI 有大量的从2.5W 到 15W 的满足QI标准的无线充电方案,具体详情可以登录TI 网站无线充电主页
17. 无线充电发射端有什么方案?
答:若只是满足QI标准,BQ500212A 用的非常广,若是支持双模PMA和 Qi可以选用BQ51222。发射端的话,如果是5W,BQ50002A+BQ500511A组合最好,15W的可以用BQ501210。
18. 穿戴设备无线充电效率怎么样?会存在过热问题吗?
答:我们的BQ51003单芯片的效率在90%以上,但是整体系统的效率大概在75%左右。发热的问题依赖于整体设计,主要损失在线圈的传输上面。
19. 可穿戴设备的无线充电,由于发射线圈也得使用小体积的,不能使用标准的TX线圈,是不是不能过Qi认证?或者没必要过Qi认证?
答:TX端选用标准的,RX接收端可以自行设计,可以过标准的。
20. 低功耗这方面,TI有提供了相当不错的产品。那么如何在电池和充电方面做工作,比如现在多采用USB 和插针式充电方式,充电时间长,可靠性不高,能否使用快充和无线充电,技术成熟度有多高?
答:快充和无线充电其实都可以,只要是电池可以支持,目前很多快充其实牺牲了电池的长期寿命。而且这些解决不了整体的功耗问题和电池的容量限制问题。
21. 可穿戴设备的静电有多可怕?
答:静电对所有半导体器件来讲都是致命的,若你的穿戴设备有外露端口,端口处必须添加静电防护器件,TI有大量0201封装的TVS静电防护管
22. 可否推荐一下小尺寸的DCDC用电感?
答:若是受限于PCB尺寸需要选用更小尺寸的电源方案,TI有专门的模块化电源TPS8267x 等系列
23. 集成电源芯片的开关频率多大?
答:TPS6274x序列在1.2M,TPS6109x序列是变化的,主要受L的影响还有输入输出的影响。TPS61046也在1M左右。
24. TPS61098系列与TPS61099最主要的区别是什么?
答:最大的差别是99 是输入可调的,98根据后缀不一样,输出电压是固定的。098支持两路输出和切断,099不能,但是099输出电压范围大一些,可以可靠的关断负载
25. LDO的驱动能力普遍偏小,用DCDC的话电感电容等外围占用面积又大,有没比较好的方案?
答:这个永远都是一个权衡,LDO现在也能达到150mA的能力了,再大,只能用DCDC,效率也才有保证。降低外部器件尺寸,提高工作频率是一个方法,目前TI的相关方案都很小了。
26. 现在非常多的产品都需要可以调光,例如单片机控制的PWM调光,模拟调光,那款芯片能够支持调光?
答:TPS62770继承升压和降压的芯片就可以支持调光模式的。 |
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