事实上，除了电池充电器以外，一个专门为可穿戴设备而设计的电源解决方案还包括很多其他组件。现在，让我们一起来了解一下当工程师在为系统设计充电解决方案时最常采用的几款器件。
电池充电器前端的输入接口通常可以使用不同的电源，例如目前普遍的USB、AC适配器以及无线电力与能源采集等。通过与无线电源协会（WPC）多年以来的密切合作，目前TI已经推出了多款可同时用于Qi及非Qi认证解决方案的无线充电传输器和接收器。
TI针对低功耗可穿戴应用所推出的微型无线接收器TI Design参考设计是一款采用了低功耗无线接收器bq51003的超小型参考设计，能够为电池充电器提供5V的直流输入电流。整套解决方案的面积还不足30平方毫米，是小巧精致型低功耗应用的理想选择。如果工程师想要设计一个直接充电的解决方案，可以用bq51050B替换bq51003…
今年早些时候，我曾经写过一篇关于可穿戴设备以及如何使它们功能更强、而尺寸更小的文章。嗯，由于电池充电、低静态电流运行、智能电源管理和高集成度方面的创新，可穿戴设备将变得越来越小、功能越来越多、运行的时间越来越长。
由于必须使用尺寸小、容量低的电池作为电源，可穿戴设备的电池充电是具有挑战性的一个难题。例如，在你使用不同容量的电池时，比如40mAh、100mAh或是200mAh的电池，以及为了实现快速充电和充电周期使用寿命的目标，而在0.5C、1C或2C下需要对电池进行充电的话，充电电流会发生很大变化。而其中的关键是在你的设计中包含一个可编程快速充电电流。bq25120电池管理解决方案提供5mA至300mA的充电电流设定功能，以支持多种电池和充电系统配置。
虽然能够对电池快速充电很重要，不过将电能尽可能多的输送到电池中也很重要。为了实现这一目标，终止电流必须非常精确，并且能够在1mA或更低的电流以下可靠地终止充电。
电池必须在两次充电之间为微控制器…
在计划写本篇博客时，我在谷歌趋势中输入了“Type-C”。如图1所示，自2015年以来对这一词语的兴趣一直在上升。
图1：谷歌趋势上的兴趣走势图（关键词：Type-C）
USB Type-C设备在现实世界中也越来越流行，许多流行的手机和平板电脑采用USB Type-C接口。我预计在未来几年采用USB Type-C接口的产品将迅速增加。
为什么功率为15W（5V3A）？
除了具有正反都可插的插头，USB Type-C可提供比以往任何USB版本更大的功率。虽然对于USB 3.1和USB充电，USB Type-C可支持高达100W的功率，但是系统设计者必须仔细选择功能，保持合理的整体成本。
USB Type-C接口采用了15W功率，是标准USB 2.0充电速率的六倍。
对于大多数智能手机和平板电脑，15W已经足够…
一款看似简单的设计，其实饱含数位工程师的心血和日日夜夜，这设计需经过千锤百炼、反复测评，才能够面市上线。TI Designs 参考设计库，诚意为您打造精典！欲查找更多参考设计？登陆TI Designs 参考设计库，就有您想要的设计！
TI Designs 设计库将会为您推出系列参考设计精选，包含工业、医疗、汽车电子、工厂自动化与控制、楼宇自动化、个人电子等各类应用，每周更新，千万不要错过哟！
现在，咱们就先来看看“汽车电子参考设计”的第4期有什么好的推荐吧！
了解更多，点击此处获取本参考设计的原文介绍。
设计概述
PMP7966 是一款四相升压转换器，在输入电压为 6V 到 42V 且电流为 2.5A 时的额定输出值为 52V。该设计采用 LM5122 升压控制器，每相的开关频率为 100kHz…
汽车应用要求输出发光二极管（LED）由具备短路保护功能且适用于LED驱动器的恒流源来驱动。该电流解决方案是一种离散度较大的问题解决法，具有放大器和比较器，可驱动场效应晶体管（FET）或集成的保护FET。这使该电路拥有保护功能，但成本更高且电路板占用空间更多。
TI的ALM2402是一种双路高电压大电流运算放大器（运放），该器件的大电流能力使它可驱动电流达400mA的负载；应用包括汽车尾灯照明或转向指示器。ALM2402拥有对电池短路和对地短路保护功能，还具有一路标记性输出，能使控制系统在遇到不利情况时关闭该器件。在本文中，笔者将说明如何在LED汽车应用（如日间行车灯、刹车灯和转向指示器）里使用ALM2402。
首先，请考虑以下两项要求：
图1展示了稳压高侧驱动器（适用于LED尾灯应用）的实施方案。要求串联的二极管能在恶劣的工作环境中避免出现电池反接情况…
作者：John Johnson，德州仪器
本文介绍时钟抖动对高速链路性能的影响。我们将重点介绍抖动预算基础。
用于在更远距离对日益增长的海量数据进行传输的一些标准不断出现。来自各行业的工程师们组成了各种委员会和标准机构，根据其开发标准的目标（数据吞吐量和通信距离）确定抖动预算；同时还要考虑到组成通信链路的模块的局限性。
图 1 通信链路—抖动组件
图 1 显示了集成有一个嵌入式时钟的典型高速通信链路。每个子系统（时钟、发送器、通道和接收机）都会对整体抖动预算的增加产生影响。子系统抖动包括一个决定性 (DJ) 组件和一个随机组件 (RJ)，如图 1 所示。为了实现可接受的通信效果，必须满足下列条件：
方程式 1
其中：TJSYS 是总抖动，而 1UI 为1个单位时间间隔（1 比特时间）
总抖动 (TJ) 包括每个子系统决定性抖动和随机抖动的和。由于随机抖动自身的属性，进行这种求和时需要特别注意…
在工业应用中，传感器节点、工业仪表和控制面板上的机械按钮很容易落满灰尘，而越积越多的灰尘最终会导致设备故障。在工业环境中用电容触摸机制来替代机械按钮的人机接口 (HMI) 系统提供诸如更加时尚设计、易于清洁和不容易出现机械故障等优势。最新的电容触摸技术在解决某些工业HMI中最棘手难题方面向前迈进了一步。
抗扰度挑战
运行在工业环境中的电机、中继器和开关会在电力线中注入巨大噪声。这些噪声源会在测量信号中的波动与检测阀值相交时错误地触发一个器件。下面的图片显示了电容测量在噪声出现时会受到哪些影响。
借助于硬件中内置的多频率扫描和处理、展频调制、零交叉检测，支持电容技术的按钮会克服系统中噪声的影响。下面的图片显示的是用上面提到的技术所处理的干扰信号。
厚保护罩和手套问题
为了保护电子元器件不受危险和不洁净环境的影响，工业用面板经常具有一个厚玻璃或塑料保护罩。在不对保护罩进行钻孔的情况下，通常不太可能将机械按钮安装在所需要的地方…
作者：Lin Wu，德州仪器 (TI) 产品市场营销经理
今天，我们来谈谈所有电子系统都存在的一种常见问题——电磁干扰也即 EMI，并侧重讨论时钟的影响。
从广义来讲，EMI 是中断、阻碍或者降低电子器件有效性能的所有电磁干扰。其产生的方式有两种：1）通过存在于信号之间的寄生电感/电容，或者通过电源或接地连接的无用耦合，从而产生 EMI；或者2）直接通过电子/磁辐射，即辐射性 EMI。
由于两个原因，时钟信号常归咎于 EMI。即使时钟低频率运行，较好的时钟上升/下降沿也包含大量的奇次谐波，其在更高频率时会引起 EMI。另外，时钟通常会在板上传播一段较长的距离，从而更可能给其他组件带来干扰。通常，EMI 可通过频谱分析仪测量，如图 1 所示。图中，绿色信号存在一些超出红色 FCC 屏蔽的频率分量（300MHz…
通常，在定义一种新器件以达到严格的汽车标准时，我们的团队会看其它需要相同功能的系统，并且我们会设计跨所有这些应用的器件。这正是我们的团队开发新型ALM2402（专为汽车应用设计的双大电流运算放大器（运放））时发生的情况。
在定义ALM2402时，我们意识到许多汽车和工业系统均需要一种可驱动大电流电容性或电感性负载的运放。
在过去，常要求设计人员用分立组件来满足这种需要。要用分立组件设计一种简单的大电流放大器，您需要放大器、双极结型晶体管（BJT）和二极管。图1所示就是这样的一个范例，通常用于电机驱动器应用。该实施方案可驱动解析器（用来测量电机轴旋转角度）的励磁线圈。您可在许多汽车和工业应用中找到放大器设计（如驱动电感性负载）。这种典型的解决方案会在电路板空间和输出晶体管偏置方面给设计人员带来挑战。
此外，还需提供附加电路以实现过电流保护功能，这增加了分立实施方案的空间挑战。没有过电流保护功能，该系统会变“哑”。如果没有任何保护功能…
生活在科技完善的今日，我们很容易忘记我们几年前那种“原始”的生活状态。那时候我们还会使用电话薄、纸质车票和DVD播放器等过气的产品。如果说电子产品的出现改变了我们的生活方式，那么电池技术的发展则改变了我们所钟爱的电子产品。
电池技术的演变与利用电池供电的设备和系统息息相关。由于人们已经习惯了移动计算和通信设备所带来的便利性，业界对于便携式电源也提出了更高的要求。然而，电池技术的进步反之又催生了各类全新的移动应用，有些应用甚至超出了我们的想象。
虽然电池技术在过去几年中发展相对较快，但其基本概念却没有太大的变化。1936年，考古学家发现了一个2000多年前的手工艺品，外表看起来像是一块电池。那么这个设备是否真的是一块电池呢？当今的大多数专家对这种看法表示质疑，不过也有部分人表示赞同。 如果回顾历史，我们会发现电池技术的发展在17至18世纪得到了飞速提升，最终在19至 20世纪成为了电灯和收音机等新兴电子设备的电源…
在电源系统设计文章“电池管理系统的主动和被动平衡”中，Stefano Zanella描述了多电池系统是如何失去平衡的。在这篇文章中，我想探讨若电池不平衡且稍微扩大对电池容量不匹配的影响时，电池将如何变得不可用。我将专注于汽车锂离子（Li-ion）电池，但一般来说这些原则适用于所有电池。
多单元电池通常构建为串联或并联电池阵列。串联电池过多将导致较高的电池组电压，而并联电池过多将导致较高的总电池容量（表示为安培小时额定值或Ahrs）。然后电池容量将指示并行电池数量，将等于并联电池数量的电池容量乘以系统运行所需的电池容量。根据电池类型，汽车倾向于使用96个串联锂离子电池和24个并联电池。例如，行驶100英里范围的电动车辆将需要20-30kWh的电池，这取决于车辆的重量、预期使用模式和车辆中的各种系统效率。系统的几个方面将决定电池组电压，包括电动机的总体尺寸和类型、电缆尺寸和隔离要求。
多单元电池通过向堆叠顶部的电池的正极端子提供电流来充电…
[情景：Greg Waterfall和Jim Bird在参加完当天的第5次会议后，正在收拾行李去餐厅。]
Greg：Jim，整天背着这些给不同的电子设备充电的充电器和电缆真是让我烦透了。我的家里更是让这些玩意儿弄得一团糟。家里的手机、笔记本电脑、相机和玩具的充电器好像都不相同。
Jim：我也很讨厌这样。我笔记本电脑包里的充电硬件大约有3磅重，我还要整天背着它们到处转。不过，好消息是Type-C就要来了。。。嗯，实际上它已经来到我们身边了。
Greg：Type-C？你是说USB Type-C吗？它不就是一种新型的USB接头儿吗？哼，这真是太棒了。看起来我又得多背一个适配器了。他们为什么要多此一举呢？
Jim：别担心！USB Type-C正在解决这诸多让你头疼的问题呢。作为一项技术规格，Type-C与它的兄弟USB电力传输 (PD) 将用一个或两个适配器满足你的全部充电需求。此外。。。这项技术很值得期待。。。它只使用一条电缆…
作者：Hannes Estl
要实现汽车自动驾驶，需要消除很多法律、社会和结构障碍。尽管几乎我们所有人都在科幻小说或电影中见识过“自动驾驶”汽车，但真要相信机器或车载电脑能在各种条件下带着我们四处游荡就是另外一回事了。此外，发生碰撞时的责任问题还将需要仔细核实，因为可能不再牵扯到人的问题（我们通常是犯错误或违法的群体）。理想情况下，路上的所有汽车都将具备自动驾驶功能。可惜这可能需要几代汽车发展才能成为现实。最后，也是相当重要的一点，要实现汽车与环境的通信（汽车与基础设施以及汽车与汽车的通信），需要进行大量的投资来安装和维护基础设施，并对通信方式进行标准化（每个人都讲相同的“语言”)。
但就目前而言，我们关注的是自动驾驶汽车的技术可行性。如今，我们对防抱死制动系统 (ABS) 及安全气囊等被动安全系统，或者电动助力转向系统与电子发动机管理都已习以为常了。这些系统能使汽车采取行动…
不知你想过没有，电容触摸会在电网基础设施领域内的高压和高功率应用中发挥重要的作用？
虽然常见的人机接口系统 (HMI) 主要用于个人电子设备和家电市场，不过，在电网基础设施中，由于电容触摸技术变得必不可少，所以对于此类系统有着实实在在的需要。
让我们从最大的电网基础设施细分市场入手，即智能电表应用；在这些应用中，公共事业部门感兴趣的是如何尽可能降低配电损耗，以及最大限度地回收用电资金。在这个市场内，智能预付费电表增长迅猛，并且正在使用小键盘来实现数字或令牌输入，以进行购电验证。
图1.智能电表示例
在这些应用中，用电容触摸替代机械按钮能够解决很多问题：
借助于我们MSP430™ 微控制器 (MCU) 上的CapTIvate™ 技术…
作者： TI 工程师 Chris Meng; Yide Fang
一、开发环境
1、硬件
作者：Mike Davis
在可穿戴设备不断发展的各个领域中，有一项产品类别备受关注，那就是头戴式显示(HMD)，也称之为近眼显示(NED)。根据用途，HMD可以大致分为两类，即虚拟现实 (VR) 和增强现实 (AR)。虚拟现实为用户创造了一种身临其境的环境，相较人眼，通过虚拟现实所看到的视野会更加宽广，这类技术通常应用于像游戏或私人影院等类似场景中。另一方面，增强现实能够将信息以透视图像的形式呈现在用户的当前视野中，这些信息往往来自于其他资源，如计算机、智能手机或通过无线连接的云端数据库等。利用AR技术所呈现的信息可以被投射到视线外围，用户需要偶尔转移视线来获取相关的信息。而对于像外科手术、设备维修和封装等关键应用，这些信息可以直接显示在视野中央。
无论是VR还是AR，一个虚拟的2D或3D图像都是通过光投影的方式在舒适的视距内形成的，不过这些虚拟的图像都需要穿过人的瞳孔，并聚焦在视网膜上。然后，眼睛再根据图像传输的需要生成特定的参数和权衡度…
几星期前，在机场候机时，我发现登机门前的很多座位上安装了内置的USB端口，这让我既惊讶又高兴。如图1所示，除了两个AC插座外，大多数座位有2个USB端口。
我记得，就在几年前，机场内的USB墙式插座还很少见。而如今，内置USB充电器变得越来越常见，即使在咖啡厅和餐饮连锁店内也能看到它们的身影。目前，新建房屋都有USB墙式充电器，而对现有的房屋进行装修和翻新时，也会用USB充电器取代老式的AC插座。很明显，免适配器充电提供了快速充电的便利性，同时也提高了整洁度。
图1：机场候机楼座椅上的内置USB端口
考虑到USB墙式充电器的采用范围越来越广泛，我想在这里给出一些与基本设计挑战和注意事项相关的观察所得。最不寻常的挑战就是如何满足严格的热性能要求，以符合安全规范。与外部或便携式AC/DC适配器设计不同，一个内置USB墙式充电器只能通过插座的安全盖散热。安全盖后面的一组或双组插座盒被隔热材料所包围。前面板不能超过60oC。图2显示的是一个单组插座盒的示例…
作者: Ryan Manack
许多应用处理器均需要现场可编程门阵列（FPGA）、专用集成电路（ASIC）和其它大功率中央处理器（CPU）等负载的电流快速变化。这些系统的电源要求特别注意控制拓扑结构选择和输出滤波器设计，以支持快速电流阶跃。一旦设计完成，关键的挑战就是测试电源与规定的电流阶跃和转换速率。在本文中，我们举例说明了一个简单电路，可进行超过300安培/微秒（A/us）的电流转换。
用电子负载测试电源的瞬态响应很常见。对许多系统轨（如服务器的3.3V或5V总线）而言，电子负载很容易配置为在2-10A/us的范围内汲入电流的模式。但是，内核电压可能需要转换速率比这些水平高两个数量级。高转换速率测试中的一个主要限制因素是负载路径中的寄生电感。要以300A/us的速率为0.9V输出转换15A的电流，公式1计算出的最高电感是3nH。作为参考，成圈状通过电流探头的16级导线的1英寸片可将20nH的电感添加到负载路径中。很明显，需要另一种电流汲入方法…
作者：Eric.Siegel
在TI经常遇到这样的问题：在使用 RS-485 进行设计时，是否有一些技巧或诀窍需要掌握？为此，我们总结了使用 RS-485 时需要记住的一系列综合而全面的重要准则。
如何应用……
1) 使用图 A 确定最大线缆长度
2) 使用 Zo=120Ω 或 100Ω 的双绞线线缆
3) 使用菊花链连接总线节点
4) 端接 RT1 = Z0 的线缆一端
5) 您可在相同的总线上运行 3V 和 5V 器件。
7) 针对 ± 7V GPD 使用标准收发器
针对 ±20V GPD 使用 SN65HVD17xx
针对更高的 GPD 使用隔离收发器
8) 将不用的导线 (RT = Z0) 端接至其…
图1：T0-220形状因子的高效5V，1A开关电源设计
“积少成多”——这是我们一贯坚持的目标，对于电器功耗来说尤其如此。作为设计师，您的目标是获得更多的电流为更多的子系统供电，同时降低总体功耗。
为家用电器添加新功能当下很流行，例如，当洗涤循环完成时，洗衣机会发送消息；或者在屏幕上或通过电子邮件发送图片显示冰箱内部情形。这些附加功能需要新的子系统，如无线通信、传感器、人机界面（HMI）和照明，这些都需要电源。
同时，电器需要消耗尽可能少的功率，以便限制它们对环境的影响，降低消费者的电力成本，并且成功地通过越来越严格的能量评级。
此外，成本、尺寸和可靠性始终是关键要求。
低压差稳压器（LDO）传统上用于家用电器，从12V电压轨产生5V或3.3V电压。但是LDO的效率真的很差。图2比较了TO-220形状因数与输出电流中，LDO和高效率DC / DC开关模式电源（SMPS…
最近发布的通用串行总线（USB）C型连接器带来了许多增强的功能。众所周知，该连接器既是“可翻转的”又是可逆的，并且能通过单个连接传送数据、视频和电力。其规范给C型端口下了定义，这样它就可以一直支持USB；同时，在为交替模式确定的规范界限内，您还能启用运行（如DisplayPort视频功能运行）的交替模式。USB电力传送（PD）协议可实现增强的电力传送功能（电流为5A时电压高达20V）。
当C型连接器以惟USB（USB-only）模式运行而无需进行视频或大功率传送时，您将需要配置通道（CC）控制器和/或多路复用器（MUX）开关。如果您打算启用视频和电力传送等扩展的功能，您将需要额外的组件，如PD控制器和适用于信号映射的MUX开关。采用TI的PD和C型解决方案（TPS65982和HD3SS460），您就能启用具有DisplayPort视频和PD功能的C型端口…
在英语里，“ready”是很有意思的一个词，它在不同的语境下会有完全不同的意思。有一大屋子女儿时，“ready”的意思就是为做好准备而准备；而准备的时间绝不会少于30分钟。在飞机上，“ready”就是把手机收起来的意思；最后，我们终于可以起飞了。
我们的行业发言人已经宣布，“GaN已经为黄金时间做好了准备。”这个声明似乎预示着GaN已经为广泛使用做好准备，或者说在大量的应用中，已经可以使用GaN技术了。这也意味着GaN已经是一项成熟的、不应再受到质疑的技术。对此，我不想妄加评论，由你自己去辨别事情的真伪。
那么，我提到的“GaN已经为数字电源控制做好准备”到底是什么意思呢？验证这一点的方法就是查看一下启用GaN技术的电源是如何开发的？在很多情况下，电源设计人员使用数字控制来展示GaN应用。这么做的原因也许是考虑到数字控制的灵活性，使得设计人员能够精确地控制开关波形…
作者：John Betten
单端初级电感转换器（SEPIC）在降低或升高输入电压以维持稳定的输出电压方面功不可没。这在汽车应用或可能提供多个输入源的系统中非常有用，但您不一定要更改转换器类型。SEPIC具有许多优势（如极小的有源部件），并且只需要一个低成本的升压型或反激式控制器。但像所有的拓扑结构一样，它在某些性能方面也可能收效不佳。其中的一个不足之处就是二极管整流导致的受限最大输出电流。让我们来看看如何同步输出才能对此有帮助。
图1展示了一个基本的SEPIC电路，图2则详细说明了对应的关键电压和电流波形。当Q2打开时，它导通的电流量是流经L1每个绕组的电流总和。这个总和等于输入电流加上输出电流，且在满载且输入电压最小时达到其最大值。当Q2关闭时，这两种电流通过D1改道至输出电容器和负载。当Q2关闭后电流只能在D1内流动，因为当Q2打开时D1是反向偏置的…
作者：Wenjia Liu
Deyisupport社区电源管理论坛汇聚八方资源，在那里所有不同级别的工程师和设计人员均可提出问题并从TI专家处获得真知灼见。
当设计可穿戴式应用时，我们已发现了一些与充电器相关的常见问题。在这里，让我们看一些最常被咨询的问题。
问：哪种线性充电器最适合我的应用？
答：当为特定应用选择合适的充电器时，您应该考虑多种因素：功率水平、尺寸、电池类型等。
以TI充电器产品组合中不同的充电器为例。bq24232是一种线性充电器，具有500mA的充电电流和电源路径的特性。该解决方案的体积约为3.5mm × 4.5mm2，包括必要的电阻器和电容器。这对需要系统即时开启功能且空间不受限的应用而言是绝佳的选择。
如果电路板空间是受限的，那么bq24040可提供一个2.5mm ×…
作者：Ian Bower 德州仪器
依本人之见，示波器是调试模拟电源的最好工具，对于数字控制电源而言也是如此。通过代码进行单步执行不是一个可行的办法，因为这很容易烧掉 FET。然而，数字系统的挑战在于很多信号在芯片内部消失。敬请使用 UCD3138 PFC EVM 用户指南，这里有几个可演示固件控制 PFC 的方框图实例。
首先是芯片外部硬件中所发生情况的原理图：
您可以看到固件外部仍有可使用示波器进行监控的模拟信号。另外，您是否注意到方框底部输出的信号？这些信号将进入 UCD3138 数字控制器并由固件处理，请看下图。
方框中的每个箭头都代表一个通过下面所述方法送出到器件引脚并由此送到示波器的内部信号。但始于 COMP_D、E 及 F 这 3 个比较器的信号除外，它们全都是代表变量的“模拟”信号。
用于送出信号的两种简单方法：
模拟
汽车
DLP® 技术
嵌入式处理
工业
电源管理
