近年來，隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的迅猛發(fā)展，涌現(xiàn)了一大批工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴設備。技術的進步使得物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的門檻越來越低，智能手環(huán)等智能硬件產(chǎn)品已經(jīng)漸漸走入了千家萬戶。可以預見，在不久的將來還會有越來越多成熟的產(chǎn)品涌現(xiàn)出來，未來市場前景十分廣闊。這些設備往往體積小、功能多，如一個智能手環(huán)就集成了一般計步，測量距離、卡路里、脂肪，睡眠監(jiān)測，藍牙4.0數(shù)據(jù)傳輸，疲勞提醒等多項功能。要在一個小小的設備中集成如此繁復的功能，勢必就要求設備中的每一個元件和模塊就做得盡可能小。同時，功能的增加也對設備的功耗和續(xù)航提出了更加嚴苛的考驗。
為了應對物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展的新趨勢、把握市場機遇，德州儀器日前召開了一場發(fā)布會，與業(yè)界共同探討電源管理方案未來的發(fā)展方向，并介紹了德州儀器的最新技術成果。發(fā)布會上德州儀器推出了一款業(yè)內最低靜態(tài)電流 (Iq) 的高集成電池管理解決方案--bq25120。這款帶有降壓轉換器的解決方案在工作電壓為1.8V時的靜態(tài)電流只有700nA，可在減少功耗的同時最大程度延長電池使用壽命。
700nA的最低靜態(tài)電流
TI模擬產(chǎn)品業(yè)務拓展經(jīng)理姚志成提到，受限于體積，可穿戴設備不得不使用微型電池，而在新材料出現(xiàn)之前，體積小也就意味容量低。給這樣的電池充電是一個極富挑戰(zhàn)性的難題。當使用不同容量的電池或進行快速充電時，電池的充電電流都會發(fā)生很大的變化，因此電源管理方案中必須包含可編程快速充電電流。
姚志成先生還向OFweek電子工程網(wǎng)編輯表示，為了盡可能延長電池使用壽命，設計者還必須更多地關注運行功耗低、關斷時信號極低的組件。由于降壓轉換器是MCU的電源，且必須持續(xù)運行，它自然而然就成了實現(xiàn)低靜態(tài)電流（Iq）運行的最重要組件。TI的這款電池管理解決方案通過使用電源路徑技術和一個低靜態(tài)電流降壓轉換器，可以在1.8V的工作電壓下保持常開的狀態(tài)。這讓包括TI主機微處理器、Bluetooth？ 射頻、SimpleLink？ Bluetooth Smart CC2640無線MCU在內的主微處理器在充電期間可不從“已耗光”的電池中取電，從而可持續(xù)運行。“700nA是真正待機或者是有一定工作狀態(tài)下的電流，目前市場上大部分產(chǎn)品的靜態(tài)電流都在微安級別。”TI模擬產(chǎn)品業(yè)務拓展經(jīng)理姚志成說到。可見，TI的這款電源解決方案已經(jīng)大大領先于目前市場上的其它競品。
1.2V電壓下Bq25120的效率圖
1.8V電壓下Bq25120的效率圖
“目前業(yè)內提高電池續(xù)航主要有兩種思路，一種是盡可能多地將電能輸送到電池中，另一種則是盡可能多地將電池內部的電能釋放出來。”姚志成先生說到。TI的這款電源管理方案采用的就是第一種思路。為了實現(xiàn)這一目標，就必須做到十分精準的充電終止電流，要能夠在1mA甚至更低的電流下可靠地終止充電。TI在bq25120中實現(xiàn)了低至500uA的精確充電中止電流，這個特性最大限度地增加了充電周期完成前傳送到電池中的電能，從而使電池能夠在更加穩(wěn)健耐用的滿充電狀態(tài)下對外供電。
業(yè)內最小的電池管理解決方案
在用戶需求日漸個性化和多元化的今天，市場上必然會出現(xiàn)越來越多充滿創(chuàng)意的產(chǎn)品，其中有些產(chǎn)品要求做得很小很小，比如現(xiàn)在市場上已經(jīng)出現(xiàn)的入耳式藍牙耳機。如何把方案設計得更加小巧，應對可穿戴設備日漸微型化的趨勢，也是TI一直以來反復思考的問題。經(jīng)過長時間的探索，TI終于在bq25120上實現(xiàn)一個重大的突破。Bq25120采用了2.5mm x2.5mm晶元芯片封裝（WCSP），最小可以做到24mm？，只有普通人小拇指蓋的十分之一大小，使得設計人員將其應用到可穿戴設備中時游刃有余。
Bq25120將電路空間縮小了一半
用戶靈活性
除了體積和外觀上的多樣化，功能上的多樣化也將是未來可穿戴設備的一大主流趨勢。不同的功能需求對設備內部的電壓的要求也各不相同。那么如何讓一款電源管理方案同時滿足不同產(chǎn)品的需求呢？bq25120采用的方式是通過不同的分離式組件來實現(xiàn)升壓操作。Bq25120的I2C編程接口使設計人員能夠設置電池充電器電壓、電流、終止閥值、輸入電流限值、負載開關控制、靈活定時器和復位選項等關鍵參數(shù)，最大程度保證了用戶使用的靈活性。
目前bq25120充電器已經(jīng)批量生產(chǎn)，用戶可通過TI商店和公司的授權分銷網(wǎng)絡購買。
在物聯(lián)網(wǎng)技術迅猛發(fā)展的背景下，德州儀器適時地推出了bq25120這款電源解決方案。其低功耗、小巧的體積、使用的靈活性無疑為可穿戴設備和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)廠商將最新技術引入到產(chǎn)品中掃清了障礙，同時它在技術上的各項突破也將有效促進了行業(yè)的進一步發(fā)展。