颁奖啦!【TI 专家技术坐诊】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)

颁奖啦!【TI 专家技术坐诊】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)

  • 进士5127分

    颁奖啦!以下用户为本次活动的获奖者!

    《精选开关电源设计(第二版)》获奖者:

    shenlan

    jacky jiang

    Yufeng Zhang1

    nianlei Jiang

    XIDENG CHEN

      

    《运算放大器设计(第四版)》获奖者:

    yang yu16

    ying liu8

    peng zhang30

    onebyte

    海中水

     

    《低功耗蓝牙设计》获奖者:

    busheng weng

    alex huang1

    Liang Wang16

    Mr.Night

     

    请这几位朋友以以下格式发送邮件至 deyisupport@list.ti.com 或者 DeyiHelp@ti.com, 只要通过TI 内部贸易合规检查,即刻会邮寄书本给您!

       

    邮件主题:参与 Deyisupport “解答智能穿戴设备设计疑难,还有干货书籍免费送”活动

    邮件正文:

    1. Deyisupport 用户名:

    2. 真实姓名:

    3. Myti 邮箱:

    4. 公司/学校名:

    5. 礼品寄送地址及收件人联系方式:

    ====================================================================================

    感谢大家对4月25日“智能穿戴设备设计要点难点”在线培训的关注,如果您因为各种原因错过或未全程参与,小编给大家总结了完整的干货哟!!!

    精选问答集锦回顾:

                 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

    为了能够让大家更好地了解智能穿戴设计方面的技术和交流,特别邀请TI三位专家在线坐诊,原班人马,原汁原味。

    事不宜迟,先看电源方面的干货。

    小伙伴们如果有其他技术疑难,也欢迎回复本贴提问哟,小编随机抽取20位幸运工程师,送出电源(限5名)、运放(限5名)或蓝牙低功耗设计(限10名)书籍哟!(获奖名单将于6月中旬前在本贴公布, TI有权根据活动具体情况调整活动规则)

    =====================================================================

    第一波:电源管理、电池管理类(共26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BQ25100BQ21040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。

  • 秀才30分
    一般多大均衡电流需要做外部均衡?
  • 秀才30分

    TI是否有电源型号支持单芯片管理多电压域?

  • 秀才210分

    一般来讲,内部均衡因为功率的限制,一般不会超过20mA,依赖于芯片的设计规格。如果要求更高的均衡电流,那么就需要外部均衡。当然,如果本身就不具备内部均衡功能,那么即使需要的均衡电流很小,也是需要外部均衡的。

  • 秀才20分

    蓝牙工作与休眠电流动态会很大,对供电的要求是否要更加严格?我用稳压二极管供电时发现蓝牙工作很不稳定。

  • 秀才81分

    可穿戴设备无线充电电路设计中需要注意什么问题?其次,无线充电会影响蓝牙数据传输吗?

  • 秀才10分

    开关模式充电器BQ24610,在对电池充电比如对8.4V/2A电池充电时,同时为系统供电。当断开输入电源(比如15V/3A)时,自动切换为8.4V电池为系统供电。提问就是:当系统输入端有一较大电容,比如100uF或更高值1000uF,切换到电池供电时电池与系统线路间开关管导通,如何保证该大电容稳压值15V不会反向对8.4V电池产生过压影响(或危害)呢?还是说电容15V也是给系统(负载)供电而非向电池端流动呢?

  • 秀才140分

    你好,利用锂电池和boost芯片 升压到正负12V,供便携式测试仪的运放供电,请问有什么需要注意的呢?能否推荐效率较高,纹波系数较低的芯片。

  • 举人1671分

    TI有没有重力感应和加速度测量方面的集成芯片?

  • 秀才30分

    自己制的板子指标达不到数据手册上说的,效率和负载调整率等等

  • 进士5520分

    你好,这个是有的,应该是多功能集成在一个芯片里面,比如charger和buck,load switch等功能。或者是buck和boost集成等。 比如TPS62770, TPS65720x,还有最新的BQ25120A等。

  • 进士5520分

    对的,因为负载变化很大,对于供电的动态响应要求更高,仅仅采用稳压二极管供电的话,动态性能是比较差的。

  • 进士5520分

    BQ24610内部有完整的路径控制逻辑,输入端有背靠背的MOSFET开关,电池和系统之间也有MOSFET开关。当外部输入移出,那么大电容继续供电直到VCC电压低于SRN电压之后,芯片才认为adapter移出,然后就会关断输入端的开关,而打开电池到系统的MOSFET。不会出现你所担心的任何一种情况。

  • 进士5520分

    对于驱动能力的要求是多少?在智能穿戴里面,考虑到低功耗,高输出电压,我们一般推荐TPS61046.

  • 秀才196分

    TI 有哪些BUCK芯片可以实现BUCK-BOOST?